JP2016053394A - Flow rate controller and sphygmomanometer - Google Patents

Flow rate controller and sphygmomanometer Download PDF

Info

Publication number
JP2016053394A
JP2016053394A JP2014179479A JP2014179479A JP2016053394A JP 2016053394 A JP2016053394 A JP 2016053394A JP 2014179479 A JP2014179479 A JP 2014179479A JP 2014179479 A JP2014179479 A JP 2014179479A JP 2016053394 A JP2016053394 A JP 2016053394A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solenoid valve
flow
voltage
pressure
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014179479A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6379886B2 (en
JP2016053394A5 (en
Inventor
佐藤 博則
Hironori Sato
博則 佐藤
広幸 木下
Hiroyuki Kinoshita
広幸 木下
小椋 敏彦
Toshihiko Ogura
敏彦 小椋
佐野 佳彦
Yoshihiko Sano
佳彦 佐野
大 久保
Masaru Kubo
大 久保
岳 長谷川
Takeshi Hasegawa
岳 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Omron Healthcare Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Healthcare Co Ltd filed Critical Omron Healthcare Co Ltd
Priority to JP2014179479A priority Critical patent/JP6379886B2/en
Priority to PCT/JP2015/069492 priority patent/WO2016035441A1/en
Priority to CN201580042783.2A priority patent/CN106795976B/en
Priority to DE112015004030.7T priority patent/DE112015004030T5/en
Publication of JP2016053394A publication Critical patent/JP2016053394A/en
Priority to US15/440,282 priority patent/US11020012B2/en
Publication of JP2016053394A5 publication Critical patent/JP2016053394A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6379886B2 publication Critical patent/JP6379886B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/0235Valves specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02233Occluders specially adapted therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/0225Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers the pressure being controlled by electric signals, e.g. derived from Korotkoff sounds
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • F16K31/0658Armature and valve member being one single element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/06Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
    • F16K31/0675Electromagnet aspects, e.g. electric supply therefor
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow rate controller which controls a flow rate of a fluid by opening/closing a solenoid valve by a drive voltage, and which can set the drive voltage of the solenoid valve within a range between a flow start point voltage and a limit voltage with good accuracy.SOLUTION: A correlation storage unit 251 stores a correlation between a flow start point voltage in which a fluid starts to flow through a sample solenoid valve and a limit voltage in which the sample solenoid valve becomes fully open, regarding the sample solenoid valve having substantially the same characteristics as that of a solenoid valve 233. When a control unit 201 starts control of a flow rate of the fluid, it changes a drive voltage of the solenoid valve 233, and acquires the drive voltage at the time when a flow rate detection unit detects the flow start of the fluid as a flow start point voltage. Based on the flow start point voltage of the solenoid valve 233, by using the correlation about the sample solenoid valve, the limit voltage in which the solenoid valve becomes fully open is converted and acquired. Then, the drive voltage of the solenoid valve 233 is set within the range between the flow start point voltage and the limit voltage.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は流量制御装置に関し、より詳しくは、電磁弁によって流体の流量を制御する流量制御装置に関する。   The present invention relates to a flow rate control device, and more particularly to a flow rate control device that controls a flow rate of a fluid by an electromagnetic valve.

また、この発明は、そのような流量制御装置を備えた血圧計に関する。   The present invention also relates to a sphygmomanometer equipped with such a flow control device.

従来、血圧計としては、例えば特許文献1(特開平6−245911号公報)に示すように、電磁弁によって流体としての空気の流量を制御することにより、被測定部位を阻血するためのカフ(正確には、カフ内の流体袋)の圧力を調節するものが知られている。   Conventionally, as a sphygmomanometer, as shown in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-245911), a cuff for blocking a measurement site by controlling a flow rate of air as a fluid by a solenoid valve ( Exactly, what adjusts the pressure of the fluid bag in the cuff is known.

特開平6−245911号公報JP-A-6-245911

この種の血圧計では、流量制御のための電磁弁として常開タイプ(非通電時に弁体が流路を全開しているタイプ)のものを用い、動作時に電磁弁のソレノイドに駆動電圧を印加(通電)して、ソレノイドの電磁力によって弁体を移動させて流路の断面積を調節することが多い。非通電時には、上記電磁弁は全開状態になるので、上記カフは加圧されない。これは、万一の事故発生時など、電源がオフ(通電停止)したとき、被測定者の安全を図るためである。   This type of sphygmomanometer uses a normally open type (valve that fully opens the flow path when de-energized) as a solenoid valve for flow control, and applies a drive voltage to the solenoid of the solenoid valve during operation. In many cases, the cross-sectional area of the flow path is adjusted by energizing and moving the valve body by the electromagnetic force of the solenoid. When not energized, the solenoid valve is fully opened, so the cuff is not pressurized. This is to ensure the safety of the subject when the power is turned off (energization is stopped) in the event of an accident.

一般的に、そのような電磁弁の流量対駆動電圧特性は、実効的な駆動電圧(したがって、通電電流)が十分に高ければ、電磁弁が全閉されて流量がゼロになる。駆動電圧が或る値(これを「流始点電圧」と呼ぶ。)まで小さくなると、電磁弁が開いて流体が流れ始める。さらに駆動電圧が小さくなると、次第に流量が増加し、駆動電圧が限界(これを「限界電圧」と呼ぶ。)を下回ると、電磁弁が全開して、流量が極端に増加する(つまり、流量が制御不能となる。)。したがって、動作時の電磁弁の駆動電圧は、流始点電圧と限界電圧との間の範囲(これを適宜「有効設定範囲」と呼ぶ。)内に設定される必要がある。   In general, the flow rate versus drive voltage characteristics of such a solenoid valve is such that if the effective drive voltage (and hence the energization current) is sufficiently high, the solenoid valve is fully closed and the flow rate becomes zero. When the drive voltage decreases to a certain value (referred to as “flow start point voltage”), the solenoid valve opens and fluid starts to flow. When the drive voltage is further decreased, the flow rate is gradually increased. When the drive voltage is lower than the limit (referred to as “limit voltage”), the solenoid valve is fully opened and the flow rate is extremely increased (that is, the flow rate is increased). It becomes out of control.) Therefore, the driving voltage of the solenoid valve during operation needs to be set within a range between the flow start point voltage and the limit voltage (this is appropriately referred to as an “effective setting range”).

ここで、血圧計を測定する際には、カフ圧を被測定者の最高血圧(収縮期血圧)よりも一旦高くし、それに続く減圧過程で被測定部位の脈波を観測することが多い。その場合、減圧開始時には、電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内で限界電圧の近傍に設定して排気流量を大きくし、速やかに減圧を行うことが望まれる。   Here, when measuring a sphygmomanometer, the cuff pressure is often made higher than the highest blood pressure (systolic blood pressure) of the person to be measured, and the pulse wave at the measurement site is often observed in the subsequent decompression process. In that case, at the start of pressure reduction, it is desirable to set the drive voltage of the solenoid valve in the vicinity of the limit voltage within the effective setting range to increase the exhaust gas flow rate and perform pressure reduction quickly.

しかしながら、電磁弁の限界電圧は、カフ圧(電磁弁に対して上流側の圧力)、周囲温度、製品個体間のばらつきなどの要因によって変化することがある。このため、電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内で限界電圧の近傍に設定しようとすると、その電磁弁の限界電圧を下回ってしまう可能性がある。電磁弁の駆動電圧が限界電圧を一旦下回ると、流量が極端に増加してカフ圧が一気に低下してしまい、脈波を観測するための圧力範囲を十分に確保できない、という問題が生ずる。特に、安価な電磁弁は有効設定範囲が狭い傾向があるため、この問題が深刻になる。   However, the limit voltage of the solenoid valve may change due to factors such as cuff pressure (pressure upstream of the solenoid valve), ambient temperature, and variations among individual products. For this reason, when it is going to set the drive voltage of a solenoid valve in the vicinity of a limit voltage within an effective setting range, there is a possibility that it will fall below the limit voltage of the solenoid valve. Once the drive voltage of the solenoid valve falls below the limit voltage, the flow rate is extremely increased and the cuff pressure is lowered at a stretch, which causes a problem that a sufficient pressure range for observing the pulse wave cannot be secured. In particular, inexpensive solenoid valves tend to have a narrow effective setting range, and this problem becomes serious.

そこで、この発明の課題は、電磁弁を駆動電圧によって開閉して流体の流量を制御する流量制御装置であって、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内に精度良く設定できるものを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a flow rate control device that controls the flow rate of a fluid by opening and closing a solenoid valve with a drive voltage, which can accurately set the drive voltage of the solenoid valve within an effective setting range. There is.

また、この発明の課題は、そのような流量制御装置を備えて、血圧測定に要する時間を短縮できるようにした血圧計を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a sphygmomanometer having such a flow rate control device so that the time required for blood pressure measurement can be shortened.

この発明は、上記電磁弁を開閉させる駆動電圧について、上記電磁弁を通して流体が流れ始める流始点電圧と上記電磁弁が全開となる限界電圧との間に相関関係があるという、本発明者の発見に基づいて創出された。   The present inventors have found that the drive voltage for opening and closing the solenoid valve has a correlation between the flow starting point voltage at which fluid starts to flow through the solenoid valve and the limit voltage at which the solenoid valve is fully opened. Was created based on.

上記課題を解決するため、この発明の流量制御装置は、
電磁弁を駆動電圧によって開閉して流体の流量を制御する流量制御装置であって、
上記電磁弁を通して流れる流体の流量を検出する流量検出部と、
上記電磁弁と実質的に同じ特性をもつサンプル電磁弁について、上記サンプル電磁弁を通して流体が流れ始める流始点電圧と上記サンプル電磁弁が全開となる限界電圧との間の相関関係を記憶している相関関係記憶部と、
上記流体の流量の制御を開始するとき、上記電磁弁の駆動電圧を変化させて、上記流量検出部が上記流体の流れ始めを検出した時の駆動電圧を流始点電圧として求め、上記電磁弁の上記流始点電圧に応じて、上記サンプル電磁弁についての上記相関関係に基づいて、上記電磁弁が全開となる限界電圧を換算して求めた後、上記電磁弁の駆動電圧を上記流始点電圧と上記限界電圧との間の範囲内に設定する制御部と
を備える。
In order to solve the above problems, the flow control device of the present invention is:
A flow rate control device that controls the flow rate of fluid by opening and closing a solenoid valve with a drive voltage,
A flow rate detection unit for detecting the flow rate of the fluid flowing through the solenoid valve;
For a sample solenoid valve having substantially the same characteristics as the solenoid valve, the correlation between the starting point voltage at which fluid starts flowing through the sample solenoid valve and the limit voltage at which the sample solenoid valve is fully opened is stored. A correlation storage unit;
When starting the control of the flow rate of the fluid, the drive voltage of the solenoid valve is changed, and the drive voltage when the flow rate detection unit detects the start of the flow of the fluid is obtained as a flow start point voltage. Based on the correlation with respect to the sample solenoid valve according to the flow start point voltage, the limit voltage at which the solenoid valve is fully opened is calculated, and then the drive voltage of the solenoid valve is set as the flow start point voltage. And a control unit that is set within a range between the limit voltage.

ここで、「電磁弁」は、常開タイプと常閉タイプとのいずれであってもよい。   Here, the “solenoid valve” may be either a normally open type or a normally closed type.

また、上記電磁弁と「実質的に同じ特性をもつサンプル電磁弁」とは、上記流体の流量を制御する電磁弁と実質的に同じ流量対駆動電圧特性を有するものを意味する。「実質的に同じ」とは、製造ばらつきによる個体間の特性の相違を許容することを意味する。例えば、「サンプル電磁弁」は、上記流体の流量を制御する電磁弁と同じ型番を持つ別の個体であってもよいし、上記電磁弁そのものであってもよい。また、「サンプル電磁弁」は、複数であってもよい。   The “sample solenoid valve having substantially the same characteristics” as the solenoid valve means one having substantially the same flow rate versus drive voltage characteristics as the solenoid valve for controlling the flow rate of the fluid. “Substantially the same” means that differences in characteristics between individuals due to manufacturing variations are allowed. For example, the “sample solenoid valve” may be another individual having the same model number as the solenoid valve that controls the flow rate of the fluid, or the solenoid valve itself. Further, there may be a plurality of “sample solenoid valves”.

「流始点電圧」と「限界電圧」とについては、電磁弁のタイプによって、流始点電圧が限界電圧よりも高い場合と、流始点電圧が限界電圧よりも低い場合とがある。   As for “flow start point voltage” and “limit voltage”, there are a case where the flow start point voltage is higher than the limit voltage and a case where the flow start point voltage is lower than the limit voltage, depending on the type of the solenoid valve.

この発明の流量制御装置では、相関関係記憶部は、駆動すべき電磁弁と実質的に同じ特性をもつサンプル電磁弁について、上記サンプル電磁弁を通して流体が流れ始める流始点電圧と上記サンプル電磁弁が全開となる限界電圧との間の相関関係を記憶している。制御部は、上記流体の流量の制御を開始するとき、上記電磁弁の駆動電圧を変化させて、流量検出部が上記流体の流れ始めを検出した時の駆動電圧を流始点電圧として求める(なお、このときの駆動電圧の変化は、流始点電圧の近傍で、つまり限界電圧から十分に離れたところで行われる。)。次に、制御部は、上記電磁弁の上記流始点電圧に応じて、上記サンプル電磁弁についての上記相関関係に基づいて、上記電磁弁が全開となる限界電圧を換算して求める。この後、制御部は、上記電磁弁の駆動電圧を上記流始点電圧と上記限界電圧との間の範囲(有効設定範囲)内に設定し、この駆動電圧によって上記電磁弁を開閉して、上記流体の流量を制御する。   In the flow control device according to the present invention, the correlation storage unit is configured to determine whether the sample solenoid valve has a flow start point voltage at which a fluid starts to flow through the sample solenoid valve, and the sample solenoid valve has substantially the same characteristics as the solenoid valve to be driven. The correlation between the fully opened limit voltage is stored. When starting the control of the flow rate of the fluid, the control unit changes the drive voltage of the solenoid valve, and obtains the drive voltage when the flow rate detection unit detects the start of the flow of the fluid as the flow start point voltage (note that The change of the driving voltage at this time is performed in the vicinity of the flow starting point voltage, that is, at a position sufficiently away from the limit voltage). Next, the control unit converts and obtains a limit voltage at which the electromagnetic valve is fully opened based on the correlation with respect to the sample electromagnetic valve in accordance with the flow starting point voltage of the electromagnetic valve. Thereafter, the control unit sets the drive voltage of the solenoid valve within a range (effective setting range) between the flow start point voltage and the limit voltage, and opens and closes the solenoid valve with the drive voltage, Control fluid flow.

このように、この発明の流量制御装置では、上記サンプル電磁弁についての上記相関関係を用いて上記電磁弁が全開となる限界電圧を換算して求めているので、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内に精度良く設定できる。   As described above, in the flow rate control device of the present invention, the limit voltage at which the solenoid valve is fully opened is calculated using the correlation with respect to the sample solenoid valve, so that the drive voltage of the solenoid valve is effective. It can be set accurately within the setting range.

一実施形態の流量制御装置では、上記相関関係記憶部が記憶している上記サンプル電磁弁についての上記相関関係は、上記流体の圧力を複数可変して設定したときの関係を含むことを特徴とする。   In the flow control device of one embodiment, the correlation about the sample solenoid valve stored in the correlation storage unit includes a relationship when a plurality of fluid pressures are set to be variable. To do.

ここで、上記流体の「圧力」は、サンプル電磁弁に加わる上流側と下流側との間の差圧を意味する。   Here, the “pressure” of the fluid means a differential pressure between the upstream side and the downstream side applied to the sample solenoid valve.

上記流体の圧力が変化すると、電磁弁(またはサンプル電磁弁)が含むソレノイドの電磁力に抗して、上記電磁弁の弁体を押す流体の力が変化する。このため、実効的な駆動電圧が同じであっても、上記電磁弁を通る上記流体の流量が変化する。これに伴って、流始点電圧と限界電圧との間の相関関係が変化する可能性がある。そこで、この一実施形態の流量制御装置では、上記相関関係記憶部が記憶している上記サンプル電磁弁についての上記相関関係は、上記流体の圧力を複数可変して設定したときの関係を含む。これにより、上記電磁弁の限界電圧は、上記流体の圧力を加味したものとなる。したがって、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内にさらに精度良く設定できる。   When the pressure of the fluid changes, the force of the fluid pushing the valve body of the solenoid valve changes against the electromagnetic force of the solenoid included in the solenoid valve (or the sample solenoid valve). For this reason, even if the effective drive voltage is the same, the flow rate of the fluid passing through the electromagnetic valve changes. Along with this, the correlation between the flow starting point voltage and the limit voltage may change. Therefore, in the flow control device of this embodiment, the correlation for the sample electromagnetic valve stored in the correlation storage unit includes a relationship when a plurality of fluid pressures are set to be variable. As a result, the limit voltage of the solenoid valve is a value that takes into account the pressure of the fluid. Therefore, the driving voltage of the solenoid valve can be set with higher accuracy within the effective setting range.

一実施形態の流量制御装置では、
上記流体の圧力を検出する圧力センサを備え、
上記制御部は、
制御開始時に上記圧力センサによって上記流体の圧力を検出し、
制御開始時の上記流体の圧力が、上記相関関係記憶部が記憶している上記相関関係を与えた複数の圧力以外の値をとるとき、上記複数の圧力に対応する上記相関関係に基づいて、補間法または補外法により、制御開始時の上記流体の圧力に対応する流始点電圧と限界電圧との間の相関関係を求め、
上記電磁弁の上記流始点電圧に基づいて上記限界電圧を換算して求めるとき、上記求めた相関関係を用いることを特徴とする。
In the flow control device of one embodiment,
A pressure sensor for detecting the pressure of the fluid;
The control unit
At the start of control, the pressure of the fluid is detected by the pressure sensor,
When the pressure of the fluid at the start of control takes a value other than the plurality of pressures giving the correlation stored in the correlation storage unit, based on the correlation corresponding to the plurality of pressures, By interpolating or extrapolating, obtain the correlation between the flow start point voltage corresponding to the pressure of the fluid at the start of control and the limit voltage,
When the limit voltage is obtained by conversion based on the flow start point voltage of the solenoid valve, the obtained correlation is used.

この一実施形態の流量制御装置では、上記制御部は、制御開始時に上記圧力センサによって上記流体の圧力を検出する。制御開始時の上記流体の圧力が、上記相関関係記憶部が記憶している上記相関関係を与えた複数の圧力以外の値をとるとき、上記制御部は、上記複数の圧力に対応する上記相関関係に基づいて、補間法または補外法により、制御開始時の上記流体の圧力に対応する流始点電圧と限界電圧との間の相関関係を求める。そして、上記電磁弁の上記流始点電圧に基づいて上記限界電圧を換算して求めるとき、上記求めた相関関係を用いる。これにより、制御開始時の上記流体の圧力が、上記相関関係記憶部が記憶している上記相関関係を与えた複数の圧力以外の値をとるときであっても、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内に精度良く設定できる。   In the flow control device of this embodiment, the control unit detects the pressure of the fluid by the pressure sensor at the start of control. When the pressure of the fluid at the start of the control takes a value other than the plurality of pressures that give the correlation stored in the correlation storage unit, the control unit performs the correlation corresponding to the plurality of pressures. Based on the relationship, the correlation between the flow start point voltage corresponding to the pressure of the fluid at the start of control and the limit voltage is obtained by interpolation or extrapolation. And when calculating | requiring and obtaining the said limit voltage based on the said flow start point voltage of the said solenoid valve, the calculated | required correlation is used. Thereby, even when the pressure of the fluid at the start of the control takes a value other than the plurality of pressures giving the correlation stored in the correlation storage unit, the driving voltage of the solenoid valve is reduced. It can be set accurately within the effective setting range.

一実施形態の流量制御装置では、
上記制御部は、
制御期間中に上記圧力センサによって上記流体の現在の圧力を検出し、
上記流体の現在の圧力が、制御開始時の圧力から変化したとき、上記複数の圧力に対応する上記相関関係に基づいて、上記電磁弁についての現在の流始点電圧と限界電圧を換算して求めることを特徴とする。
In the flow control device of one embodiment,
The control unit
Detecting the current pressure of the fluid by the pressure sensor during the control period;
When the current pressure of the fluid changes from the pressure at the start of control, the current flow starting point voltage and the limit voltage for the solenoid valve are converted and obtained based on the correlation corresponding to the plurality of pressures. It is characterized by that.

この一実施形態の流量制御装置では、上記制御部は、上記圧力センサによって上記流体の現在の圧力を検出する。上記流体の現在の圧力が、制御開始時の圧力から変化したとき、上記制御部は、上記複数の圧力に対応する上記相関関係に基づいて、上記電磁弁についての現在の流始点電圧と限界電圧を換算して求める。これにより、制御期間中に上記流体の圧力が変化する場合であっても、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内に、リアルタイムで精度良く設定できる。   In the flow control device of this embodiment, the control unit detects the current pressure of the fluid by the pressure sensor. When the current pressure of the fluid changes from the pressure at the start of control, the control unit determines the current flow start voltage and limit voltage for the solenoid valve based on the correlation corresponding to the plurality of pressures. Is calculated. Thereby, even if the pressure of the fluid changes during the control period, the driving voltage of the solenoid valve can be set within the effective setting range with high accuracy in real time.

一実施形態の流量制御装置では、上記サンプル電磁弁についての上記相関関係は、周囲温度を複数可変して設定したときの関係を含むことを特徴とする。   In one embodiment, the correlation for the sample solenoid valve includes a relationship when a plurality of ambient temperatures are set.

ここで、「周囲温度」とは、上記サンプル電磁弁(または電磁弁)を取り巻く環境の温度を意味する。   Here, “ambient temperature” means the temperature of the environment surrounding the sample solenoid valve (or solenoid valve).

周囲温度が変化すると、電磁弁(またはサンプル電磁弁)が含むソレノイドの電気抵抗が変化する。このため、実効的な駆動電圧が同じであっても、上記電磁弁に対する通電電流が変化して、上記電磁弁の開度が変化する。これに伴って、流始点電圧と限界電圧との間の相関関係が変化する可能性がある。そこで、この一実施形態の流量制御装置では、上記サンプル電磁弁についての上記相関関係は、周囲温度を複数可変して設定したときの関係を含む。これにより、上記電磁弁の限界電圧は、周囲温度を加味したものとなる。したがって、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内にさらに精度良く設定できる。   When the ambient temperature changes, the electrical resistance of the solenoid included in the solenoid valve (or sample solenoid valve) changes. For this reason, even if the effective drive voltage is the same, the energization current to the solenoid valve changes and the opening degree of the solenoid valve changes. Along with this, the correlation between the flow starting point voltage and the limit voltage may change. Therefore, in the flow control device of this embodiment, the correlation for the sample solenoid valve includes a relationship when a plurality of ambient temperatures are set. As a result, the limit voltage of the solenoid valve takes into account the ambient temperature. Therefore, the driving voltage of the solenoid valve can be set with higher accuracy within the effective setting range.

一実施形態の流量制御装置では、
上記電磁弁の周囲温度を検出する温度センサを備え、
上記制御部は、
制御期間中に上記温度センサによって上記電磁弁の現在の周囲温度を検出し、
上記電磁弁の現在の周囲温度が、制御開始時の周囲温度から変化したとき、上記複数の周囲温度に対応する上記相関関係に基づいて、上記電磁弁についての現在の流始点電圧と限界電圧を換算して求めることを特徴とする。
In the flow control device of one embodiment,
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the solenoid valve;
The control unit
The current ambient temperature of the solenoid valve is detected by the temperature sensor during the control period,
When the current ambient temperature of the solenoid valve changes from the ambient temperature at the start of control, the current flow start point voltage and the limit voltage for the solenoid valve are calculated based on the correlation corresponding to the plurality of ambient temperatures. It is obtained by conversion.

この一実施形態の流量制御装置では、上記制御部は、制御期間中に上記温度センサによって上記電磁弁の現在の周囲温度を検出する。上記電磁弁の現在の周囲温度が、制御開始時の周囲温度から変化したとき、上記制御部は、上記複数の周囲温度に対応する上記相関関係に基づいて、上記電磁弁についての現在の流始点電圧と限界電圧を換算して求める。これにより、制御期間中に上記電磁弁の周囲温度が変化する場合であっても、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内に、リアルタイムで精度良く設定できる。   In the flow control device of this embodiment, the control unit detects the current ambient temperature of the solenoid valve by the temperature sensor during the control period. When the current ambient temperature of the solenoid valve changes from the ambient temperature at the start of control, the control unit determines the current flow start point for the solenoid valve based on the correlation corresponding to the plurality of ambient temperatures. Obtained by converting voltage and limit voltage. As a result, even when the ambient temperature of the solenoid valve changes during the control period, the drive voltage of the solenoid valve can be accurately set in real time within the effective setting range.

この発明の血圧計は、
被測定部位を圧迫するためのカフと、
上記カフの圧力を調節するための電磁弁と、
上記流量制御装置と
を備える。
The sphygmomanometer of this invention is
A cuff to compress the measurement site;
A solenoid valve for adjusting the pressure of the cuff;
The flow rate control device is provided.

この発明の血圧計によれば、例えばカフ圧を被測定者の最高血圧(収縮期血圧)よりも一旦高くした後の減圧開始時には、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内で限界電圧の近傍に精度良く設定できる。したがって、減圧開始時に排気流量を大きくして、速やかな減圧を行うことができる。この結果、血圧測定に要する時間を短縮できる。また、電磁弁の駆動電圧が限界電圧を下回ることがないので、血圧測定中にカフ圧が一気に低下して測定エラーとなるような事態を避けることができる。また、有効設定範囲が狭い傾向がある安価な電磁弁を採用することが容易になる。   According to the sphygmomanometer of the present invention, for example, at the time of starting decompression after the cuff pressure is once higher than the highest blood pressure (systolic blood pressure) of the person to be measured, the drive voltage of the electromagnetic valve is within the effective setting range. It can be set accurately in the vicinity. Therefore, it is possible to increase the exhaust flow rate at the start of pressure reduction and perform quick pressure reduction. As a result, the time required for blood pressure measurement can be shortened. Moreover, since the drive voltage of the solenoid valve does not fall below the limit voltage, it is possible to avoid a situation in which the cuff pressure drops at a stretch during blood pressure measurement, resulting in a measurement error. Moreover, it becomes easy to employ an inexpensive solenoid valve that tends to have a narrow effective setting range.

特に、上記サンプル電磁弁についての上記相関関係が、周囲温度を複数可変して設定したときの関係を含む場合、上記制御部が換算して求めた上記電磁弁の限界電圧は、周囲温度を加味したものとなる。しかも、血圧測定は、周囲温度Tの変化を考慮する必要が無いような、比較的短期間(典型的には1分間程度)で行われることが多い。その場合、温度センサを備えなくても、上記電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内に精度良く設定できる。   In particular, when the correlation for the sample solenoid valve includes a relationship when a plurality of ambient temperatures are set, the limit voltage of the solenoid valve calculated by the control unit takes the ambient temperature into account. Will be. In addition, blood pressure measurement is often performed in a relatively short period (typically about 1 minute) so that it is not necessary to consider changes in the ambient temperature T. In that case, the drive voltage of the solenoid valve can be accurately set within the effective setting range without providing a temperature sensor.

以上より明らかなように、この発明の流量制御装置によれば、電磁弁の駆動電圧を有効設定範囲内に精度良く設定できる。   As is clear from the above, according to the flow control device of the present invention, the drive voltage of the solenoid valve can be set with high accuracy within the effective setting range.

また、この発明の血圧計によれば、血圧測定に要する時間を短縮できる。また、血圧測定中にカフ圧が一気に低下して測定エラーとなるような事態を避けることができる。   Moreover, according to the blood pressure monitor of the present invention, the time required for blood pressure measurement can be shortened. In addition, it is possible to avoid a situation in which the cuff pressure decreases at a stretch during blood pressure measurement, resulting in a measurement error.

この発明の一実施形態の流量制御装置のブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block configuration of the flow control apparatus of one Embodiment of this invention. 図2(A)は上記流量制御装置によって電磁弁に印加される駆動電圧の波形を示す図である。図2(B)は上記電磁弁に対する駆動電圧(実効値)と通電電流(実効値)との関係を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing the waveform of the drive voltage applied to the electromagnetic valve by the flow rate control device. FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the drive voltage (effective value) and the energizing current (effective value) for the solenoid valve. 上記電磁弁の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the said solenoid valve. 上記電磁弁の作動時における弁体近傍の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the valve body vicinity at the time of the action | operation of the said solenoid valve. 上記電磁弁の周囲温度T==23℃における流量対駆動電圧特性(Q−V特性)を示す図である。It is a figure which shows the flow volume versus drive voltage characteristic (QV characteristic) in the ambient temperature T == 23 degreeC of the said solenoid valve. 上記電磁弁の周囲温度T==45℃におけるQ−V特性を示す図である。It is a figure which shows the QV characteristic in ambient temperature T == 45 degreeC of the said solenoid valve. 上記電磁弁の周囲温度T==5℃におけるQ−V特性を示す図である。It is a figure which shows the QV characteristic in ambient temperature T == 5 degreeC of the said solenoid valve. 制御すべき電磁弁と実質的に同じ特性をもつ5個のサンプル電磁弁について、上流側の圧力Pを300mmHgに設定した条件下での流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の相関関係を示す図である。For five sample solenoid valves having substantially the same characteristics as the solenoid valve to be controlled, the correlation between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf under the condition that the upstream pressure P is set to 300 mmHg is shown. FIG. 制御すべき電磁弁と実質的に同じ特性をもつ5個のサンプル電磁弁について、上流側の圧力Pを150mmHgに設定した条件下での流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の相関関係を示す図である。For five sample solenoid valves having substantially the same characteristics as the solenoid valve to be controlled, the correlation between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf under the condition where the upstream pressure P is set to 150 mmHg is shown. FIG. 上記流量制御装置の制御部による処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow by the control part of the said flow control apparatus. 制御期間中に上記電磁弁に対する流体の圧力が変化した場合に、現在の流始点電圧Vsと限界電圧Vfを換算して求める仕方を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the method of converting and calculating | requiring the present flow starting point voltage Vs and the limit voltage Vf when the pressure of the fluid with respect to the said solenoid valve changes during the control period. 制御開始時の圧力が、相関関係記憶部が記憶している相関関係を与えた圧力300mmHgと150mmHgとの間の値をとるとき、補間法により、制御開始時の上記流体の圧力に対応する流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の相関関係を求める仕方を模式的に示す図である。When the pressure at the start of control takes a value between 300 mmHg and 150 mmHg to which the correlation stored in the correlation storage unit is given, a flow corresponding to the pressure of the fluid at the start of control is obtained by interpolation. It is a figure which shows typically the method of calculating | requiring the correlation between the starting point voltage Vs and the limit voltage Vf. この発明の一実施形態の電子血圧計の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the electronic blood pressure monitor of one Embodiment of this invention. 上記電子血圧計の概略的なブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic block configuration of the said electronic blood pressure monitor. 上記電子血圧計の電磁弁の制御に関する要部のブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block structure of the principal part regarding control of the solenoid valve of the said electronic blood pressure monitor. 上記電子血圧計による血圧測定のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of the blood pressure measurement by the said electronic blood pressure monitor.

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図3は、この発明の一実施形態の流量制御装置によって制御されるべき電磁弁233の構造を例示している。この電磁弁233は、例えばオムロンヘルスケア株式会社製「上腕式血圧計 HEM−7320F」に搭載されているような、常開タイプのものである。   FIG. 3 illustrates the structure of the solenoid valve 233 to be controlled by the flow control device of one embodiment of the present invention. This electromagnetic valve 233 is of a normally open type, for example, mounted on an “upper arm blood pressure monitor HEM-7320F” manufactured by OMRON Healthcare.

この電磁弁233は、コの字状のヨーク273と、このヨーク273の中央の壁237aに固定された略円筒状のコア274と、付勢部としてのコイルスプリング275と、略丸棒状のプランジャ(可動鉄心)276と、ヨーク273に収容された非磁性のプラスチック材料からなるボビン280と、ヨーク273の開放端を塞ぐための略矩形板状のヨーク蓋290とを備えている。ヨーク273、コア274、プランジャ276、ヨーク蓋290は、作動時に磁気回路を構成するように、磁性材料からなっている。   The electromagnetic valve 233 includes a U-shaped yoke 273, a substantially cylindrical core 274 fixed to a central wall 237a of the yoke 273, a coil spring 275 as an urging portion, and a substantially round bar-shaped plunger. (Movable iron core) 276, a bobbin 280 made of a nonmagnetic plastic material housed in the yoke 273, and a substantially rectangular plate-shaped yoke lid 290 for closing the open end of the yoke 273. The yoke 273, the core 274, the plunger 276, and the yoke lid 290 are made of a magnetic material so as to constitute a magnetic circuit during operation.

ボビン280は、ソレノイドコイル279が巻回された円筒状部分281と、一対のエンドプレート282,283とを一体に備えている。一対のエンドプレート282,283は、ヨーク273の中央の壁とヨーク蓋290との間に挟まれて、ヨーク273に対して固定されている。   The bobbin 280 is integrally provided with a cylindrical portion 281 around which a solenoid coil 279 is wound and a pair of end plates 282 and 283. The pair of end plates 282 and 283 are sandwiched between the central wall of the yoke 273 and the yoke lid 290 and fixed to the yoke 273.

コア274は、ヨーク273の中央の壁237aを貫通して、ボビン280の円筒状部分281の途中まで延在している。コア274の内部には、軸方向に、外端270eから内端270fへ向かって流体を流通させるための流通孔270が貫通して形成されている。   The core 274 passes through the central wall 237 a of the yoke 273 and extends partway through the cylindrical portion 281 of the bobbin 280. A circulation hole 270 is formed in the core 274 so as to penetrate the fluid from the outer end 270e toward the inner end 270f in the axial direction.

プランジャ(可動鉄心)276は、ボビン280の円筒状部分281内に、軸方向に摺動可能に収容されている。プランジャ276の一端(コア274の流通孔270に対向する側の端部)276eには、ゴムのような弾性体からなる弁体261が取り付けられている。   The plunger (movable iron core) 276 is accommodated in the cylindrical portion 281 of the bobbin 280 so as to be slidable in the axial direction. A valve body 261 made of an elastic material such as rubber is attached to one end (end portion of the core 274 on the side facing the flow hole 270) 276e.

コイルスプリング275は、コア274とプランジャ276との間に縮装されて、プランジャ276をコア274から遠ざける方向に付勢するようになっている。   The coil spring 275 is contracted between the core 274 and the plunger 276 to urge the plunger 276 in a direction away from the core 274.

ソレノイドコイル279が無通電状態にある非作動時には、図3中に示すように、コイルスプリング275による付勢力によって、プランジャ276の一端276eに設けられた弁体261がコア274の内端(弁体261に対向する側の端部)270fから離れている。これにより、コア274の内端270fと弁体261との間の隙間Δは、全開状態にある。そして、プランジャ276の他端276fがヨーク蓋290から外部へ突出してボビン280の円筒状部分281の端部281fに当接して係止されている。流体は、上流側の圧力源(図示せず)からコア274の外端270eに供給され、流通孔270と上述の隙間Δとを通って、下流側のボビン280の円筒状部分281(外部環境へ開放された図示しない流体流出口を有する)へ流れる。   When the solenoid coil 279 is in a non-energized state and is not in operation, the valve body 261 provided at one end 276e of the plunger 276 is moved by the urging force of the coil spring 275 as shown in FIG. (The end on the side facing 261) is separated from 270f. Thus, the gap Δ between the inner end 270f of the core 274 and the valve body 261 is in a fully open state. The other end 276f of the plunger 276 protrudes outward from the yoke lid 290 and is brought into contact with and engaged with the end 281f of the cylindrical portion 281 of the bobbin 280. The fluid is supplied from an upstream pressure source (not shown) to the outer end 270e of the core 274, passes through the flow hole 270 and the above-described gap Δ, and passes through the cylindrical portion 281 (external environment) of the downstream bobbin 280. A fluid outlet (not shown) that is open to the

ソレノイドコイル279が通電状態にある作動時には、図4に示すように、ソレノイドコイル279が発生する磁力によってコイルスプリング275による付勢力に抗してプランジャ276とともに弁体261がボビン280内で移動される。これにより、コア274の内端270fと弁体261との間の隙間Δが狭まった状態になり、流通孔270を通して流通する流体の流量Qが調節される。   When the solenoid coil 279 is energized, the valve element 261 is moved in the bobbin 280 together with the plunger 276 against the urging force of the coil spring 275 by the magnetic force generated by the solenoid coil 279 as shown in FIG. . As a result, the gap Δ between the inner end 270f of the core 274 and the valve element 261 is reduced, and the flow rate Q of the fluid flowing through the flow hole 270 is adjusted.

ソレノイドコイル279には、例えば図2(A)に示すような矩形のパルス波形をもつ駆動電圧(ピーク値V)が印加される。PWM(パルス幅変調)によってパルス波のデューティ比(t1/t2)が変化されて、駆動電圧の実効値Vが可変して設定される。図2(B)に示すように、ソレノイドコイル279に対する通電電流の実効値Iは、駆動電圧の実効値Vに比例する。以下では、駆動電圧の実効値を、単に駆動電圧Vと呼ぶ。また、通電電流の実効値を、単に通電電流Iと呼ぶ。 For example, a drive voltage (peak value V 0 ) having a rectangular pulse waveform as shown in FIG. 2A is applied to the solenoid coil 279. The duty ratio (t1 / t2) of the pulse wave is changed by PWM (pulse width modulation), and the effective value V of the drive voltage is variably set. As shown in FIG. 2B, the effective value I of the energization current for the solenoid coil 279 is proportional to the effective value V of the drive voltage. Hereinafter, the effective value of the drive voltage is simply referred to as drive voltage V. The effective value of the energization current is simply referred to as the energization current I.

この電磁弁233は、流体としての空気について、図5〜図7に示すような流量対駆動電圧特性(Q−V特性)を示す(駆動電圧Vを横軸とし、流量Qを縦軸としている。)。また、上流側から電磁弁233(の流通孔270の外端270e)に供給される流体としての空気の圧力を、パラメータとして30mmHg、150mmHg、300mmHg(下流側の大気圧に対する差圧を意味する。以下同様。)と可変して設定している。なお、流量が制御されるべき対象は、空気に限られるものではないため、以下では適宜「流体」と呼ぶ。   This solenoid valve 233 exhibits flow rate versus drive voltage characteristics (QV characteristics) as shown in FIGS. 5 to 7 for air as a fluid (the drive voltage V is on the horizontal axis and the flow rate Q is on the vertical axis). .) Further, the pressure of air as a fluid supplied from the upstream side to the electromagnetic valve 233 (the outer end 270e of the flow hole 270) is 30 mmHg, 150 mmHg, 300 mmHg (which is a differential pressure with respect to the atmospheric pressure on the downstream side). The same applies to the following). In addition, since the object whose flow rate is to be controlled is not limited to air, it is hereinafter referred to as “fluid” as appropriate.

図5に示すように、周囲温度T=23℃(常温)では、電磁弁に対する上流側の圧力Pが30mmHg、150mmHg、300mmHgと高くなるにつれて、Q−V特性は、曲線C30、C150、C300で示すように右上へシフトする。この理由は、例えば図4において上流側(左側)の圧力Pが高くなると、ソレノイドコイル279の電磁力に抗して、弁体261を押す流体の力が大きくなるからである。このため、上流側の圧力Pが高くなると、実効的な駆動電圧Vが同じであっても、電磁弁233を通る流体の流量Qが大きくなる。換言すれば、上流側(左側)の圧力Pが高くなったときに同じ流量Qを維持するためには、ソレノイドコイル279に対する通電電流I(したがって磁力)を大きくして、弁体261をプランジャ276とともに上流側へより強く押さなければならない。この例では、上流側の圧力Pが30mmHg、150mmHg、300mmHgと高くなるにつれて、流体が流れ始める流始点電圧Vsが概ね2.5V、2.9V、3.3V(それぞれ↑印で示す)と順に高くなるとともに、電磁弁233が全開となる限界電圧Vfが概ね1.1V、1.7V、2.1V(それぞれ△印で示す)と順に高くなっている。 As shown in FIG. 5, at the ambient temperature T = 23 ° C. (normal temperature), the QV characteristics are expressed by curves C 30 , C 150 , and the upstream pressure P with respect to the solenoid valve increases as 30 mmHg, 150 mmHg, and 300 mmHg. It shifted to the upper right as indicated by C 300. This is because, for example, when the pressure P on the upstream side (left side) in FIG. 4 increases, the force of the fluid that presses the valve element 261 increases against the electromagnetic force of the solenoid coil 279. For this reason, when the upstream pressure P increases, the flow rate Q of the fluid passing through the electromagnetic valve 233 increases even if the effective drive voltage V is the same. In other words, in order to maintain the same flow rate Q when the upstream side (left side) pressure P increases, the energizing current I (and hence the magnetic force) to the solenoid coil 279 is increased, and the valve element 261 is moved to the plunger 276. At the same time, it must be pushed more strongly upstream. In this example, as the upstream pressure P increases to 30 mmHg, 150 mmHg, and 300 mmHg, the flow starting point voltage Vs at which the fluid begins to flow is approximately 2.5 V, 2.9 V, and 3.3 V (respectively indicated by ↑). As the voltage increases, the limit voltage Vf at which the electromagnetic valve 233 is fully opened increases in order of approximately 1.1 V, 1.7 V, and 2.1 V (respectively indicated by Δ).

図6に示すように、周囲温度T=45℃(高温)になると、Q−V特性は、図5の周囲温度T=23℃(常温)のときの特性に対して、全体として右側へシフトする。この理由は、周囲温度Tが高くなるとソレノイドコイル279の電気抵抗が大きくなるので、同じ通電電流Iを維持するためには、駆動電圧Vを大きくしなければならないからである。この例では、上流側の圧力Pが30mmHg、150mmHg、300mmHgのとき、それぞれ、流始点電圧Vsが概ね2.8V、3.4V、3.9V(それぞれ↑印で示す)となり、限界電圧Vfが概ね1.3V、1.9V、2.5V(それぞれ△印で示す)となっている。   As shown in FIG. 6, when the ambient temperature T = 45 ° C. (high temperature), the QV characteristic shifts to the right as a whole with respect to the characteristics at the ambient temperature T = 23 ° C. (room temperature) in FIG. To do. This is because the electrical resistance of the solenoid coil 279 increases as the ambient temperature T increases, so that the drive voltage V must be increased in order to maintain the same energization current I. In this example, when the upstream pressure P is 30 mmHg, 150 mmHg, and 300 mmHg, the flow start point voltage Vs is approximately 2.8 V, 3.4 V, and 3.9 V (respectively indicated by ↑), and the limit voltage Vf is The voltage is generally 1.3 V, 1.9 V, and 2.5 V (represented by Δ marks).

逆に、図7に示すように、周囲温度T=5℃(低温)になると、Q−V特性は、図5の周囲温度T=23℃(常温)のときの特性に対して、全体として左側へシフトする。この理由は、周囲温度Tが低くなるとソレノイドコイル279の電気抵抗が小さくなるので、同じ通電電流Iを維持するためには、駆動電圧Vを小さくしなければならないからである。この例では、上流側の圧力Pが30mmHg、150mmHg、300mmHgのとき、それぞれ、流始点電圧Vsが概ね2.4V、2.8V、3.0V(それぞれ↑印で示す)となり、限界電圧Vfが概ね1.1V、1.6V、2.0V(それぞれ△印で示す)となっている。   On the other hand, as shown in FIG. 7, when the ambient temperature T = 5 ° C. (low temperature), the QV characteristic is as a whole with respect to the characteristics at the ambient temperature T = 23 ° C. (normal temperature) in FIG. Shift to the left. This is because the electrical resistance of the solenoid coil 279 decreases as the ambient temperature T decreases, and the drive voltage V must be reduced in order to maintain the same energization current I. In this example, when the upstream pressure P is 30 mmHg, 150 mmHg, and 300 mmHg, the flow starting point voltage Vs is approximately 2.4 V, 2.8 V, and 3.0 V (respectively indicated by ↑), and the limit voltage Vf is The voltage is approximately 1.1 V, 1.6 V, and 2.0 V (represented by Δ marks).

図5〜図7から分かるように、電磁弁233に対する上流側の圧力Pや、周囲温度Tが変化すると、流始点電圧Vsと限界電圧Vfがともに変化する。ここで、本発明者は、電磁弁233およびそれと実質的に同じQ−V特性をもつ電磁弁(これらを「サンプル電磁弁」と呼ぶ。)には、流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間に共通の相関関係があることを発見した。   As can be seen from FIGS. 5 to 7, when the upstream pressure P with respect to the electromagnetic valve 233 and the ambient temperature T change, both the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf change. Here, the inventor of the present invention uses the solenoid valve 233 and the solenoid valve having substantially the same QV characteristics as these (referred to as “sample solenoid valve”) as the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf. We found that there is a common correlation between them.

図8、図9は、電磁弁233と実質的に同じQ−V特性(この例では、同じ型番)をもつ5個のサンプル電磁弁について、それぞれ上流側の圧力Pを300mmHg、150mmHgに設定した条件下での流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の相関関係を散布図として示している。これらの図中、各◇印は周囲温度T=23℃(常温)での1個のサンプル電磁弁のデータ点を表している。各□印は周囲温度T=2℃(低温)での1個のサンプル電磁弁のデータ点を表している。また、各△印は周囲温度T=50℃(高温)での1個のサンプル電磁弁のデータ点を表している。   8 and 9 show that the upstream side pressure P was set to 300 mmHg and 150 mmHg for five sample solenoid valves having substantially the same QV characteristics (in this example, the same model number) as the solenoid valve 233. The correlation between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf under the conditions is shown as a scatter diagram. In these figures, each symbol represents a data point of one sample solenoid valve at an ambient temperature T = 23 ° C. (normal temperature). Each □ represents a data point of one sample solenoid valve at an ambient temperature T = 2 ° C. (low temperature). Each Δ mark represents a data point of one sample solenoid valve at an ambient temperature T = 50 ° C. (high temperature).

図8から分かるように、上流側の圧力P=300mmHgの場合において、周囲温度Tがパラメータとして2℃、23℃、50℃と複数可変して設定されたとき、上記5個のサンプル電磁弁についての流始点電圧Vsと限界電圧Vfとは、正の相関関係を示して変化している。この例では、この相関関係を線分RL300で近似している(以下では、適宜「相関関係RL300」と呼ぶ。)。また、図9から分かるように、上流側の圧力P=150mmHgの場合において、周囲温度Tがパラメータとして2℃、23℃、50℃と複数可変して設定されたとき、上記5個のサンプル電磁弁についての流始点電圧Vsと限界電圧Vfとは、正の相関関係を示して変化している。この例では、この相関関係を線分RL150で近似している(以下では、適宜「相関関係RL150」と呼ぶ。)。 As can be seen from FIG. 8, in the case of the upstream pressure P = 300 mmHg, when the ambient temperature T is set with a plurality of variables of 2 ° C., 23 ° C., and 50 ° C., the above five sample solenoid valves are used. The flow starting point voltage Vs and the limit voltage Vf change in a positive correlation. In this example, this correlation is approximated by a line segment RL 300 (hereinafter, referred to as “correlation RL 300 ” as appropriate). Further, as can be seen from FIG. 9, when the upstream pressure P = 150 mmHg, when the ambient temperature T is set to be a plurality of variables such as 2 ° C., 23 ° C., and 50 ° C., the above five sample electromagnetics The flow starting point voltage Vs and the limit voltage Vf for the valve change with a positive correlation. In this example, this correlation is approximated by a line segment RL 150 (hereinafter referred to as “correlation RL 150 ” as appropriate).

このように、上流側の圧力Pが300mmHg、150mmHgに設定されている場合において、周囲温度Tが変化したとき、流始点電圧Vsと限界電圧Vfとは、正の相関関係RL300,RL150を示す。したがって、電磁弁233の流始点電圧Vsが分かれば、周囲温度Tにかかわらず、これらの相関関係を用いて、電磁弁233の限界電圧Vfを換算して求めることができる。例えば上流側の圧力Pが300mmHgの場合、図8中に破線A1で示すように電磁弁233の流始点電圧Vsが3.10Vであれば、図8中に破線A2で示すように電磁弁233の限界電圧Vfは約1.10Vであると求めることができる。この場合、電磁弁233ののための駆動電圧Vを設定すべき範囲(有効設定範囲)は、約1.10V〜3.10Vとなる。なお、図8中には、線分RL300においてVs=3.10V、Vf=1.10Vに対応した点を、符号D1で表している。 Thus, when the upstream pressure P is set to 300 mmHg and 150 mmHg, when the ambient temperature T changes, the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf have a positive correlation RL 300 , RL 150 . Show. Therefore, if the flow starting point voltage Vs of the solenoid valve 233 is known, the limit voltage Vf of the solenoid valve 233 can be converted and obtained using these correlations regardless of the ambient temperature T. For example, when the upstream pressure P is 300 mmHg, if the flow starting point voltage Vs of the electromagnetic valve 233 is 3.10 V as shown by the broken line A1 in FIG. 8, the electromagnetic valve 233 is shown by the broken line A2 in FIG. Can be determined to be about 1.10V. In this case, the range (effective setting range) in which the drive voltage V for the electromagnetic valve 233 should be set is about 1.10V to 3.10V. In FIG. 8, a point corresponding to Vs = 3.10 V and Vf = 1.10 V in the line segment RL 300 is represented by reference numeral D1.

図8と図9とを比較すれば分かるように、圧力Pが300mmHgから150mmHgまで変化すると、線分RL300に対して線分RL150は左側へシフトしている。この理由は、流始点電圧Vsは、限界電圧Vfに比して、上流側の圧力Pの影響を大きく受けるからであると考えられる。 As can be seen from a comparison between FIG. 8 and FIG. 9, when the pressure P changes from 300 mmHg to 150 mmHg, the line segment RL 150 shifts to the left with respect to the line segment RL 300 . The reason for this is considered that the flow start point voltage Vs is greatly influenced by the upstream pressure P as compared with the limit voltage Vf.

図1は、電磁弁233の流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間に相関関係があるという発見に基づく、この発明の一実施形態の流量制御装置200のブロック構成を示している。この流量制御装置200は、電磁弁233によって流体の流量を制御するために、相関関係記憶部251と、制御部201と、デューティ算出部202と、パルス発生部203と、弁駆動回路230と、電源部253と、圧力センサ231と、流量検出部としての流量センサ232とを備えている。   FIG. 1 shows a block configuration of a flow control device 200 according to an embodiment of the present invention based on the discovery that there is a correlation between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf of the electromagnetic valve 233. In order to control the flow rate of fluid by the electromagnetic valve 233, the flow control device 200 includes a correlation storage unit 251, a control unit 201, a duty calculation unit 202, a pulse generation unit 203, a valve drive circuit 230, A power supply unit 253, a pressure sensor 231 and a flow rate sensor 232 as a flow rate detection unit are provided.

電磁弁233は、流体流入口220につながる配管238と、流体流出口240につながる配管239との間に介挿されている。流体は、上流側の圧力源(図示せず)から流体流入口220と配管238を通して電磁弁233(の流通孔270の外端270e)へ供給される。電磁弁233を通過した流体は、配管239と流体流出口240を通して外部環境(大気圧にある)へ放出される。なお、配管238、239による圧損は無視できるものとする。   The solenoid valve 233 is interposed between a pipe 238 connected to the fluid inlet 220 and a pipe 239 connected to the fluid outlet 240. The fluid is supplied from an upstream pressure source (not shown) to the solenoid valve 233 (the outer end 270e of the flow hole 270) through the fluid inlet 220 and the pipe 238. The fluid that has passed through the electromagnetic valve 233 is released to the external environment (at atmospheric pressure) through the pipe 239 and the fluid outlet 240. Note that the pressure loss due to the pipes 238 and 239 is negligible.

圧力センサ231は、配管238を通る流体の圧力を検出する。この圧力センサ231としては、ピエゾ抵抗式の公知の圧力センサ、例えば市販されているミツミ電機株式会社製の圧力センサ(例えば品番MMR901XA、動作圧力範囲0〜40kPa(300mmHg))などを用いることができる。   The pressure sensor 231 detects the pressure of the fluid passing through the pipe 238. As this pressure sensor 231, a known piezoresistive pressure sensor, for example, a commercially available pressure sensor manufactured by Mitsumi Electric Co., Ltd. (for example, product number MMR901XA, operating pressure range 0 to 40 kPa (300 mmHg)) or the like can be used. .

流量センサ232は、配管238を通る流体の流量を検出する。この流量センサ232としては、例えば市販されているオムロン株式会社製のMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)フローセンサ(形D6F−02A1−110、流量検出範囲0〜2L/min)などを用いることができる。   The flow rate sensor 232 detects the flow rate of the fluid passing through the pipe 238. As this flow sensor 232, for example, a commercially available MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) flow sensor (D6F-02A1-110, flow detection range 0 to 2 L / min) manufactured by OMRON Corporation can be used.

相関関係記憶部251は、制御すべき電磁弁233と実質的に同じ特性をもつサンプル電磁弁の駆動電圧について、サンプル電磁弁を通して流体が流れ始める流始点電圧Vsとサンプル電磁弁が全開となる限界電圧Vfとの間の相関関係を記憶している。この例では、図8,図9中に示した相関関係を表す線分RL300,RL150の式を記憶している。この例では、相関関係記憶部251は、EEPROM(Electrically Programmable Read Only Memory)からなるが、それに代えて、RAM(Random Access Memory)、メモリカード、またはSSD(Solid State Drive)などからなっていていもよい。 The correlation storage unit 251 sets a flow starting point voltage Vs at which a fluid starts to flow through the sample solenoid valve and a limit at which the sample solenoid valve is fully opened with respect to the drive voltage of the sample solenoid valve having substantially the same characteristics as the solenoid valve 233 to be controlled. The correlation between the voltage Vf is stored. In this example, formulas of line segments RL 300 and RL 150 representing the correlation shown in FIGS. 8 and 9 are stored. In this example, the correlation storage unit 251 includes an EEPROM (Electrically Programmable Read Only Memory), but may alternatively include a RAM (Random Access Memory), a memory card, or an SSD (Solid State Drive). Good.

電源部253は、この流量制御装置200の各部に電力を供給する。特に、この電源部253は、デューティ算出部202と弁駆動回路230に対してDC電圧(図2(A)中のVに相当する大きさをもつ。)を供給する。この例では、DC電圧V=6Vであるものとする。 The power supply unit 253 supplies power to each unit of the flow control device 200. In particular, the power supply unit 253 supplies a DC voltage (having a magnitude corresponding to V 0 in FIG. 2A) to the duty calculation unit 202 and the valve drive circuit 230. In this example, it is assumed that the DC voltage V 0 = 6V.

制御部201は、この流量制御装置200全体の動作を制御する。特に、この制御部201は、圧力センサ231と流量センサ232の出力に基づいて、電磁弁233を通る流体の流量Qが目標流量(QTARGETとする。)になるように、電磁弁233(のソレノイドコイル279)に対して印加すべき駆動電圧Vを算出して決定する。この例では、制御部201は、CPU(Central Processing Unit;中央演算処理装置)からなり、図示しないメモリに記憶されたプログラムおよびデータに従って処理を実行する。 The control unit 201 controls the overall operation of the flow control device 200. In particular, the control unit 201 determines that the flow rate Q of the fluid passing through the electromagnetic valve 233 becomes a target flow rate (Q TARGET ) based on the outputs of the pressure sensor 231 and the flow rate sensor 232. The drive voltage V to be applied to the solenoid coil 279) is calculated and determined. In this example, the control unit 201 includes a CPU (Central Processing Unit), and executes processing according to a program and data stored in a memory (not shown).

デューティ算出部202は、制御部201が決定した駆動電圧Vと電源部253が供給するDC電圧V(=6V)とを比較して、弁駆動回路230によって制御部201が決定した駆動電圧Vが得られるように、図2(A)に示したような矩形のパルス波形を作成するためのデューティ比(t1/t2)を算出する。 The duty calculation unit 202 compares the drive voltage V determined by the control unit 201 with the DC voltage V 0 (= 6 V) supplied by the power supply unit 253, and the drive voltage V determined by the control unit 201 by the valve drive circuit 230. Is obtained, the duty ratio (t1 / t2) for creating a rectangular pulse waveform as shown in FIG.

パルス発生部203は、デューティ算出部202が算出したデューティ比(t1/t2)をもつ矩形のパルス波形を発生する。   The pulse generator 203 generates a rectangular pulse waveform having the duty ratio (t1 / t2) calculated by the duty calculator 202.

これらのデューティ算出部202およびパルス発生部203の機能は、上述のCPUの処理によって実現される。   The functions of the duty calculator 202 and the pulse generator 203 are realized by the processing of the CPU described above.

弁駆動回路230は、電源部253からのDC電圧V(=6V)をオン、オフするためのスイッチング素子(図示せず)を含んでいる。このスイッチング素子は、パルス発生部203から矩形のパルス波形によってオン、オフ制御される(公知のPWM制御)。これにより、この弁駆動回路230は、電磁弁233に対して印加すべき駆動電圧(実効値V)として、図2(A)に示したような矩形のパルス波形を出力する。出力されるパルス波形のデューティ比は(t1/t2)であり、ピーク値はV=6Vである。 The valve drive circuit 230 includes a switching element (not shown) for turning on and off the DC voltage V 0 (= 6 V) from the power supply unit 253. This switching element is ON / OFF controlled by the pulse generator 203 with a rectangular pulse waveform (known PWM control). As a result, the valve drive circuit 230 outputs a rectangular pulse waveform as shown in FIG. 2A as the drive voltage (effective value V) to be applied to the electromagnetic valve 233. The duty ratio of the output pulse waveform is (t1 / t2), and the peak value is V 0 = 6V.

図10は、この流量制御装置200の制御部201による、電磁弁233によって流体の流量Qを制御する処理フローを示している。なお、この処理フローは、周囲温度Tの変化を考慮する必要が無いような、比較的短期間のためのフローである。   FIG. 10 shows a processing flow in which the flow rate Q of the fluid is controlled by the electromagnetic valve 233 by the control unit 201 of the flow rate control apparatus 200. This process flow is for a relatively short period of time so that it is not necessary to consider changes in the ambient temperature T.

i) 制御を開始すると、制御部201は、まず、図10のステップS1に示すように、圧力センサ231によって流体の現在の圧力(つまり、制御開始時の圧力)Pを検出する。この例では、制御開始時の圧力はP=300mmHgであったものとする。   i) When control is started, the control unit 201 first detects the current pressure of the fluid (that is, the pressure at the start of control) P by the pressure sensor 231 as shown in step S1 of FIG. In this example, it is assumed that the pressure at the start of control is P = 300 mmHg.

ii) 次に、制御部201は、電磁弁233の駆動電圧Vを変化させて、流量センサ232によって電磁弁233を通して流体が流れ始めたことを検出し、その流体の流れ始めを検出した時の駆動電圧を流始点電圧Vsとして求める(図10のステップS2)。この例では、流始点電圧Vsは、図8中に破線A1で示した例のように3.10Vであったものとする。なお、このときの駆動電圧Vの変化は、電磁弁233が流体を遮断している高電圧側から流始点電圧Vsへ向かって、流始点電圧Vsの近傍で行われる。つまり、駆動電圧Vの変化は、限界電圧Vf(この例では、約1.4Vから0.8Vまで)から十分に離れたところで行われる。   ii) Next, the control unit 201 changes the drive voltage V of the solenoid valve 233, detects that the fluid has started to flow through the solenoid valve 233 by the flow sensor 232, and detects the start of the fluid flow. The drive voltage is obtained as the flow start point voltage Vs (step S2 in FIG. 10). In this example, it is assumed that the flow start point voltage Vs is 3.10 V as in the example indicated by the broken line A1 in FIG. In addition, the change of the drive voltage V at this time is performed in the vicinity of the flow start point voltage Vs toward the flow start point voltage Vs from the high voltage side where the solenoid valve 233 blocks the fluid. That is, the change of the drive voltage V is performed at a position sufficiently away from the limit voltage Vf (in this example, from about 1.4 V to 0.8 V).

iii) 次に、制御部201は、図10のステップS3に示すように、電磁弁233の流始点電圧Vsに応じて、相関関係記憶部251に記憶されているサンプル電磁弁についての相関関係(この例では、図8中に示した相関関係を表す線分RL300の式)を用いて、電磁弁233が全開となる限界電圧Vfを換算して求める。この例では、流始点電圧Vs=3.10Vであったことから、図8中に破線A2で示したように、電磁弁233の限界電圧Vfを1.10Vとして求める。既述のように、この限界電圧Vfは、周囲温度Tを検出しなくても求めることができる。 iii) Next, as shown in step S3 of FIG. 10, the control unit 201 correlates the sample electromagnetic valve stored in the correlation storage unit 251 according to the flow start point voltage Vs of the electromagnetic valve 233 ( In this example, the limit voltage Vf at which the electromagnetic valve 233 is fully opened is converted and obtained using the equation of the line segment RL 300 representing the correlation shown in FIG. In this example, since the flow start point voltage Vs is 3.10 V, the limit voltage Vf of the electromagnetic valve 233 is obtained as 1.10 V as indicated by a broken line A2 in FIG. As described above, the limit voltage Vf can be obtained without detecting the ambient temperature T.

iv) 次に、制御部201は、図10のステップS4に示すように、電磁弁233の駆動電圧Vを流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の範囲(有効設定範囲)内に設定して、流体の流量Qを制御する。この時点では、有効設定範囲を3.10V〜1.10Vに設定して、流体の流量Qを制御する。   iv) Next, as shown in step S4 of FIG. 10, the control unit 201 sets the drive voltage V of the electromagnetic valve 233 within a range (effective setting range) between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf. The flow rate Q of the fluid is controlled. At this time, the effective setting range is set to 3.10V to 1.10V, and the flow rate Q of the fluid is controlled.

具体的には、制御部201は、流量センサ232によって現在の流量Qを検出し、現在の流量Qと目標流量QTARGETとの差分(Q−QTARGET)を求める。そして、この差分がゼロになるように電磁弁233(のソレノイドコイル279)に対して印加すべき駆動電圧Vを算出する。ここで、制御部201が算出した駆動電圧(VCALCとする。)が有効設定範囲3.10V〜1.10Vを外れた場合、例えばVCALC=1.05Vであったときは、制御部201は、駆動電圧Vを、有効設定範囲内で限界電圧Vf近傍の例えば1.15Vに修正する(限界電圧Vfに対するマージンとして0.05Vを設けている。)。このようにして制御部201が有効設定範囲内に設定した駆動電圧Vは、図1中のデューティ算出部202、パルス発生部203および弁駆動回路230によって電磁弁233に印加される。これにより、流体の流量Qが目標流量QTARGETになるようにフィードバック制御が行われる。 Specifically, the control unit 201 detects the current flow rate Q by the flow rate sensor 232 and obtains a difference (Q−Q TARGET ) between the current flow rate Q and the target flow rate Q TARGET . And the drive voltage V which should be applied with respect to the solenoid valve 233 (the solenoid coil 279) is calculated so that this difference may become zero. Here, when the drive voltage (referred to as V CALC ) calculated by the control unit 201 is outside the effective setting range 3.10V to 1.10V, for example, V CALC = 1.05V, the control unit 201. The drive voltage V is corrected to, for example, 1.15 V in the vicinity of the limit voltage Vf within the effective setting range (0.05 V is provided as a margin for the limit voltage Vf). The drive voltage V set in the effective setting range by the control unit 201 in this way is applied to the electromagnetic valve 233 by the duty calculation unit 202, the pulse generation unit 203, and the valve drive circuit 230 in FIG. Thereby, feedback control is performed so that the flow rate Q of the fluid becomes the target flow rate Q TARGET .

このように、この流量制御装置200では、サンプル電磁弁についての相関関係を用いて電磁弁233が全開となる限界電圧Vfを換算して求めているので、電磁弁233の駆動電圧Vを有効設定範囲内に精度良く設定できる。   As described above, in this flow control device 200, the drive voltage V of the solenoid valve 233 is set effectively because the limit voltage Vf at which the solenoid valve 233 is fully opened is calculated using the correlation of the sample solenoid valve. It can be set accurately within the range.

v) この後、図10のステップS5に示すように、圧力センサ231が検出する圧力Pが変化しない限り(ステップS5でNO)、一定周期でステップS4の制御を継続する。圧力変化の有無は、直前に検出した圧力(これをPPREVとする。)と現在の圧力Pとの間の差分(絶対値、すなわち|P−PPREV|)が閾値(これをαとする。例えばα=10mmHgとする。)を超えたか否かに応じて、制御部201が判断する。なお、制御開始時には、圧力センサ231が検出する現在の圧力PがPPREVとして設定される。 v) Thereafter, as shown in step S5 of FIG. 10, unless the pressure P detected by the pressure sensor 231 changes (NO in step S5), the control in step S4 is continued at a constant cycle. The presence or absence of a pressure change is determined by the difference (absolute value, ie, | P-P PREV |) between the pressure detected immediately before (this is P PREV ) and the current pressure P as a threshold (this is α). (For example, α = 10 mmHg). At the start of control, the current pressure P detected by the pressure sensor 231 is set as P PREV .

vi) 一方、圧力センサ231が検出する圧力Pが変化した場合(ステップS5でYES)、つまり|P−PPREV|>αとなった場合、図10のステップS6に示すように、制御部201は、電磁弁233について現在の圧力Pに対応する現在の流始点電圧Vsと限界電圧Vfを換算して求める。 vi) On the other hand, if the pressure P detected by the pressure sensor 231 changes (YES in step S5), that is, if | P-P PREV |> α, as shown in step S6 of FIG. Is obtained by converting the current starting point voltage Vs and the limit voltage Vf corresponding to the current pressure P for the solenoid valve 233.

図11は、圧力センサ231が検出する圧力Pが変化した場合に、現在の流始点電圧Vsと限界電圧Vfを換算して求める仕方を模式的に示している。この図11には、図8中に示した線分RL300において制御開始時のVs=3.10V、Vf=1.10Vに対応した点D1と、図9中に示した線分RL150において上記D1に対応する点D2とを表している。また、圧力Pが300mmHgから150mmHgまで変化したときの点D1から点D2へのVs,Vfのシフトを、ベクトルB1で表している。 FIG. 11 schematically shows how the current flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf are converted and obtained when the pressure P detected by the pressure sensor 231 changes. FIG. 11 shows a point D1 corresponding to Vs = 3.10V and Vf = 1.10V at the start of control in the line segment RL 300 shown in FIG. 8, and a line segment RL 150 shown in FIG. A point D2 corresponding to D1 is shown. Moreover, the shift of Vs and Vf from the point D1 to the point D2 when the pressure P changes from 300 mmHg to 150 mmHg is represented by a vector B1.

ここで、現在の圧力Pが、例えば相関関係記憶部251が記憶している相関関係を与えた300mmHgと150mmHgとの間の値Px(単位mmHg)をとるものとする。このとき、図11中に示すベクトルB1(点D1から点D2へのVs,Vfのシフトを表す)に、次式(1)の比
(300mmHg−Px)/(300mmHg−150mmHg) …(1)
を乗算して、補間法により、点D1と点D2との間の内分点Dxを求める。図11の例では、この内分点Dxは、現在の圧力P(=Px)対応する流始点電圧Vs=2.95V、限界電圧Vf=1.10V(図11中に破線A3,A4で示す。)を表している。
Here, it is assumed that the current pressure P takes a value Px (unit: mmHg) between 300 mmHg and 150 mmHg to which the correlation stored in the correlation storage unit 251 is given, for example. At this time, a ratio (300 mmHg−Px) / (300 mmHg−150 mmHg) of the following expression (1) is added to the vector B1 (representing the shift of Vs and Vf from the point D1 to the point D2) shown in FIG. 11 (1).
And an internal dividing point Dx between the points D1 and D2 is obtained by an interpolation method. In the example of FIG. 11, the internal dividing point Dx has a flow start point voltage Vs = 2.95 V and a limit voltage Vf = 1.10 V corresponding to the current pressure P (= Px) (indicated by broken lines A3 and A4 in FIG. 11). .).

このようにして、圧力センサ231が検出する圧力Pが変化した場合に、現在の流始点電圧Vsと限界電圧Vfを換算して求めることができる。   In this way, when the pressure P detected by the pressure sensor 231 changes, the current start point voltage Vs and the limit voltage Vf can be converted and obtained.

なお、現在の圧力Pが、300mmHg超または150mmHg未満の値をとるときは、補外法により外分点(図示せず)を求め、その外分点が表す流始点電圧Vsと限界電圧Vfを求めてもよい。または、予め、相関関係記憶部251にそのような圧力Pをカバーする相関関係を記憶させておいて、補間法により求めてもよい。   When the current pressure P is greater than 300 mmHg or less than 150 mmHg, an external dividing point (not shown) is obtained by extrapolation, and the flow start point voltage Vs and limit voltage Vf represented by the external dividing point are obtained. You may ask for it. Or you may memorize | store the correlation which covers such a pressure P in the correlation memory | storage part 251 beforehand, and may obtain | require by the interpolation method.

vii) 次に、制御部201は、図10のステップS4に戻って、電磁弁233の駆動電圧Vを現在の圧力Pに対応する流始点電圧Vs(=2.95V)と限界電圧Vf(=1.10V)との間の範囲(現在の有効設定範囲)内に設定して、流体の流量Qを制御する。   vii) Next, the control unit 201 returns to step S4 in FIG. 10 to change the drive voltage V of the electromagnetic valve 233 to the flow start point voltage Vs (= 2.95 V) corresponding to the current pressure P and the limit voltage Vf (= The flow rate Q of the fluid is controlled within a range between 1.10V) (current effective setting range).

この後、制御部201は、圧力センサ231が検出する圧力Pが変化する度(ステップS5でYES)に、ステップS6,S4の処理を繰り返す。これにより、制御期間中に上記流体の圧力Pが変化する場合であっても、電磁弁233の駆動電圧Vを有効設定範囲内に、リアルタイムで精度良く設定できる。   Thereafter, the control unit 201 repeats the processes of steps S6 and S4 every time the pressure P detected by the pressure sensor 231 changes (YES in step S5). Thereby, even when the pressure P of the fluid changes during the control period, the drive voltage V of the electromagnetic valve 233 can be set accurately in real time within the effective setting range.

上の例では、図10のステップS1において、制御開始時の圧力はP=300mmHgとしたが、これに限られるものではない。制御開始時の圧力Pが例えば300mmHgと150mmHgとの間の値(これをPyとする。)をとる場合は、相関関係記憶部251が記憶している線分RL300と線分RL150の式を用いて、図12に示すように、補間法により、その圧力Pyに対応する流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の相関関係を表す線分RLPyの式を求める。例えば、線分RL300の端点E1,E2からそれぞれ線分RL150の対応する端点E3,E4までのシフトをベクトルB3,B4で表す。これらのベクトルB3,B4に、次式(2)の比
(300mmHg−Py)/(300mmHg−150mmHg) …(2)
を乗算して、補間法により、点E1と点E3との間の内分点Dy、および点E2と点E4との間の内分点Dy′を求める。そして、これらの内分点Dy,Dy′を結ぶ線分の式を、圧力Pyに対応する流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の相関関係を表す線分RLPyの式として求める。この後、図10のステップS3では、電磁弁233の流始点電圧Vsに応じて、この相関関係を表す線分RLPyの式を用いて、電磁弁233が全開となる限界電圧Vfを換算して求める。例えば、図12中に破線A5,A6で示すように、電磁弁233の流始点電圧Vsが2.85Vであれば、電磁弁233の限界電圧Vfを1.10Vとして求めることができる。これにより、制御開始時の圧力Pが例えば300mmHgと150mmHgとの間の値Pyをとる場合であっても、電磁弁233の駆動電圧Vを流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の範囲(有効設定範囲)内に精度良く設定できる。
In the above example, the pressure at the start of control is set to P = 300 mmHg in step S1 of FIG. 10, but is not limited thereto. When the pressure P at the start of control takes a value between 300 mmHg and 150 mmHg (this is assumed to be Py), for example, the expressions of the line segment RL 300 and the line segment RL 150 stored in the correlation storage unit 251 As shown in FIG. 12, an equation of a line segment RL Py representing the correlation between the flow start point voltage Vs corresponding to the pressure Py and the limit voltage Vf is obtained by interpolation as shown in FIG. For example, shifts from the end points E1 and E2 of the line segment RL 300 to the corresponding end points E3 and E4 of the line segment RL 150 are represented by vectors B3 and B4, respectively. In these vectors B3 and B4, the ratio of the following formula (2) (300 mmHg−Py) / (300 mmHg−150 mmHg) (2)
And an internal dividing point Dy between the points E1 and E3 and an internal dividing point Dy 'between the points E2 and E4 are obtained by interpolation. Then, a line segment connecting these internal dividing points Dy and Dy ′ is obtained as a line segment RL Py representing a correlation between the flow start point voltage Vs corresponding to the pressure Py and the limit voltage Vf. Thereafter, in step S3 in FIG. 10, the limit voltage Vf at which the electromagnetic valve 233 is fully opened is converted according to the flow starting point voltage Vs of the electromagnetic valve 233 using the equation of the line segment RL Py representing this correlation. Ask. For example, as indicated by broken lines A5 and A6 in FIG. 12, if the flow starting point voltage Vs of the electromagnetic valve 233 is 2.85V, the limit voltage Vf of the electromagnetic valve 233 can be obtained as 1.10V. Thereby, even when the pressure P at the start of control takes a value Py between 300 mmHg and 150 mmHg, for example, the drive voltage V of the solenoid valve 233 is within a range between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf ( Effective setting range) can be set with high accuracy.

なお、制御開始時の圧力Pが、300mmHg超または150mmHg未満の値をとるときは、補外法により、その圧力Pに対応する流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の相関関係を表す線分の式を求めてもよい。または、予め、相関関係記憶部251にそのような圧力Pをカバーする相関関係を記憶させておいて、補間法により求めてもよい。   When the pressure P at the start of control takes a value greater than 300 mmHg or less than 150 mmHg, a line representing the correlation between the flow start point voltage Vs corresponding to the pressure P and the limit voltage Vf by the extrapolation method. You may also find the minute expression. Or you may memorize | store the correlation which covers such a pressure P in the correlation memory | storage part 251 beforehand, and may obtain | require by the interpolation method.

また、上述の処理フローは、周囲温度Tの変化を考慮する必要が無いような、比較的短期間のためのフローであるものとしたが、これに限られるものではない。   Further, the above-described processing flow is a flow for a relatively short period of time that does not require a change in the ambient temperature T, but is not limited thereto.

例えば、図11中には、圧力P=300mmHgの条件下で、周囲温度Tが23℃(常温)から50℃(高温)まで変化したときの点D1から対応する点D3までの、線分RL300に沿ったVs,Vfのシフトを、ベクトルB2で表している。温度センサ234(図1中に破線のブロックで示す。)を設けて、直前に検出した温度(これをTPREVとする。)と現在の温度T(単位℃)との間の差分(T−TPREV)を検出する。周囲温度の変化の有無は、この差分(絶対値、すなわち|T−TPREV|)が閾値(これをβとする。例えばβ=3℃とする。)を超えたか否かに応じて、制御部201が判断する。温度センサが検出する周囲温度Tが変化した場合、つまり|T−TPREV|>βとなった場合、電磁弁233について現在の周囲温度Tに対応する現在の流始点電圧Vsと限界電圧Vfを換算して求める。なお、制御開始時には、温度センサ234が検出する現在の周囲温度TがTPREVとして設定される。 For example, in FIG. 11, the line segment RL from the point D1 to the corresponding point D3 when the ambient temperature T changes from 23 ° C. (normal temperature) to 50 ° C. (high temperature) under the condition of the pressure P = 300 mmHg. The shift of Vs and Vf along 300 is represented by vector B2. A temperature sensor 234 (shown by a broken line block in FIG. 1) is provided, and a difference (T−) between the temperature detected immediately before (this is referred to as T PREV ) and the current temperature T (unit: ° C.). T PREV ) is detected. Whether there is a change in the ambient temperature is controlled according to whether this difference (absolute value, that is, | T−T PREV |) exceeds a threshold value (this is β, for example, β = 3 ° C.). The unit 201 determines. When the ambient temperature T detected by the temperature sensor changes, that is, when | T−T PREV |> β, the current start point voltage Vs and the limit voltage Vf corresponding to the current ambient temperature T are obtained for the solenoid valve 233. Calculate by conversion. At the start of control, the current ambient temperature T detected by the temperature sensor 234 is set as T PREV .

具体的には、図11中に示したベクトルB2(点D1から点D3へのVs,Vfのシフトを表す)に、次式(3)の比
(T−23℃)/(50℃−23℃) …(3)
を乗算して、補間法により、点D1と点D3との間の内分点Dx′を求める。この内分点Dx′は、現在の周囲温度Tに対応する流始点電圧Vs、限界電圧Vfを表している(図11中に破線A3,A4で示す。)。
Specifically, the vector B2 shown in FIG. 11 (representing the shift of Vs and Vf from the point D1 to the point D3) is a ratio of the following formula (3) (T-23 ° C.) / (50 ° C.-23 ° C) (3)
And an internal dividing point Dx ′ between the points D1 and D3 is obtained by interpolation. This internal dividing point Dx ′ represents a flow start point voltage Vs and a limit voltage Vf corresponding to the current ambient temperature T (indicated by broken lines A3 and A4 in FIG. 11).

これにより、制御期間中に周囲温度Tが変化する場合であっても、電磁弁233の駆動電圧Vを有効設定範囲内に、リアルタイムで精度良く設定できる。   As a result, even when the ambient temperature T changes during the control period, the drive voltage V of the electromagnetic valve 233 can be accurately set in real time within the effective setting range.

なお、周囲温度Tが23℃(常温)から低下する場合は、図8中の周囲温度Tが23℃(常温)から2℃(低温)までのデータを用いることができる。その場合、式(3)に代えて、次式(4)の比
(23℃−T)/(23℃−2℃) …(4)
を用いる。
In addition, when the ambient temperature T falls from 23 degreeC (normal temperature), the data from the ambient temperature T in FIG. 8 to 23 degreeC (normal temperature) to 2 degreeC (low temperature) can be used. In that case, instead of the formula (3), the ratio of the following formula (4) (23 ° C.-T) / (23 ° C.-2 ° C.) (4)
Is used.

圧力Pと周囲温度Tとの両方が変化する場合は、ベクトルB1とベクトルB2との合成ベクトルを用いて、現在の圧力Pおよび周囲温度Tに対応する流始点電圧Vs、限界電圧Vfを求めることができる。したがって、制御期間中に圧力Pと周囲温度Tとの両方が変化する場合であっても、電磁弁233の駆動電圧Vを有効設定範囲内に、リアルタイムで精度良く設定できる。   When both the pressure P and the ambient temperature T change, the flow starting point voltage Vs and the limit voltage Vf corresponding to the current pressure P and the ambient temperature T are obtained using the combined vector of the vector B1 and the vector B2. Can do. Therefore, even when both the pressure P and the ambient temperature T change during the control period, the drive voltage V of the electromagnetic valve 233 can be accurately set in real time within the effective setting range.

上の例では、電磁弁233は常開タイプであるものとしたが、これに限られるものではない。この発明の流量制御装置は、常閉タイプの電磁弁を制御するためにも使用され得る。また、「流始点電圧Vs」と「限界電圧Vf」とについては、電磁弁のタイプによって、流始点電圧Vsが限界電圧Vfよりも高い場合と、流始点電圧Vsが限界電圧Vfよりも低い場合とがある。この発明の流量制御装置は、いずれにも適用され得る。   In the above example, the solenoid valve 233 is a normally open type, but is not limited thereto. The flow control device of the present invention can also be used to control a normally closed type electromagnetic valve. Further, regarding “flow start point voltage Vs” and “limit voltage Vf”, depending on the type of solenoid valve, when flow start point voltage Vs is higher than limit voltage Vf and when flow start point voltage Vs is lower than limit voltage Vf. There is. The flow control device of the present invention can be applied to any of them.

図13は、この発明の一実施形態の電子血圧計(全体を符号1で示す。)の外観を示している。この電子血圧計1は、被測定者の上腕に装着されるカフ20と、本体10と、これらのカフ20と本体10ととを接続するフレキシブルなチューブ38とを備えている。カフ20には上腕を圧迫するための流体袋22が内包されている。本体10には、表示器50と、操作部52とが設けられている。操作部52は、この例では、電源スイッチ52Aと、メモリスイッチ52Bと、進む/戻るスイッチ52C,52Dとを含んでいる。   FIG. 13 shows the appearance of an electronic sphygmomanometer (the whole is denoted by reference numeral 1) according to an embodiment of the present invention. The electronic sphygmomanometer 1 includes a cuff 20 to be worn on the upper arm of a person to be measured, a main body 10, and a flexible tube 38 that connects the cuff 20 and the main body 10. The cuff 20 contains a fluid bag 22 for pressing the upper arm. The main body 10 is provided with a display 50 and an operation unit 52. In this example, the operation unit 52 includes a power switch 52A, a memory switch 52B, and forward / back switches 52C and 52D.

図14に示すように、本体10には、上述の表示器50と操作部52に加えて、CPU(Central Processing Unit)100と、メモリ51と、電源部53と、ピエゾ抵抗式の圧力センサ31と、流体袋22に流体としての空気を供給するポンプ32と、流体袋22の圧力(カフ圧)を調節するための弁33(既述の電磁弁233と同じもの)と、圧力センサ31からの出力を周波数に変換する発振回路310と、ポンプ32を駆動するポンプ駆動回路320と、弁33を駆動する弁駆動回路330(図1中の弁駆動回路230に相当する)とが搭載されている。圧力センサ31、ポンプ32、弁33は、本体内部に設けられたエア配管39とこのエア配管39に連通する上記チューブ38とを介して、カフ20に内包された流体袋22と接続されている。これにより、圧力センサ31、ポンプ32、弁33と、流体袋22との間で、流体としての空気が流通するようになっている。   As shown in FIG. 14, the main body 10 includes a central processing unit (CPU) 100, a memory 51, a power supply unit 53, and a piezoresistive pressure sensor 31 in addition to the display device 50 and the operation unit 52 described above. A pump 32 for supplying air as fluid to the fluid bag 22, a valve 33 for adjusting the pressure (cuff pressure) of the fluid bag 22 (the same as the electromagnetic valve 233 described above), and the pressure sensor 31 Are mounted with an oscillation circuit 310 for converting the output of the output into a frequency, a pump drive circuit 320 for driving the pump 32, and a valve drive circuit 330 for driving the valve 33 (corresponding to the valve drive circuit 230 in FIG. 1). Yes. The pressure sensor 31, the pump 32, and the valve 33 are connected to the fluid bag 22 contained in the cuff 20 through an air pipe 39 provided inside the main body and the tube 38 communicating with the air pipe 39. . Thereby, air as fluid flows between the pressure sensor 31, the pump 32, the valve 33, and the fluid bag 22.

表示器50は、ディスプレイおよびインジケータ等を含み、CPU100からの制御信号に従って所定の情報を表示する。   The display 50 includes a display, an indicator, and the like, and displays predetermined information according to a control signal from the CPU 100.

操作部52では、電源スイッチ52Aは、電源部53をオンオフする指示および血圧の測定開始の指示を受け付ける。メモリスイッチ52Bは、メモリ51に記憶された血圧値の測定結果のデータを表示器50に表示させるための指示を受け付ける。進む/戻るスイッチ52C,52Dは、表示器50に表示内容を過去に遡らせ又は進ませるなどの変更の指示を受け付ける。これらのスイッチ52A,52B,52C,52Dは、ユーザによる指示に応じた操作信号をCPU100に入力する。   In operation unit 52, power switch 52A receives an instruction to turn on / off power supply unit 53 and an instruction to start blood pressure measurement. The memory switch 52 </ b> B accepts an instruction for causing the display device 50 to display the blood pressure measurement result data stored in the memory 51. The forward / return switches 52C and 52D accept a change instruction such as causing the display device 50 to display or advance the display content to the past. These switches 52 </ b> A, 52 </ b> B, 52 </ b> C, 52 </ b> D input an operation signal according to an instruction from the user to the CPU 100.

メモリ51は、電子血圧計1を制御するためのプログラム、電子血圧計1の各種機能を設定するための設定データ、血圧値の測定結果のデータを記憶する。また、メモリ51は、相関関係記憶部として、制御すべき弁33と実質的に同じ特性をもつサンプル電磁弁の駆動電圧について、サンプル電磁弁を通して流体が流れ始める流始点電圧Vsとサンプル電磁弁が全開となる限界電圧Vfとの間の相関関係を記憶している。また、メモリ51は、プログラムが実行されるときのワークメモリなどとして用いられる。   The memory 51 stores a program for controlling the electronic sphygmomanometer 1, setting data for setting various functions of the electronic sphygmomanometer 1, and blood pressure value measurement result data. Further, the memory 51 serves as a correlation storage unit for the driving voltage of the sample solenoid valve having substantially the same characteristics as the valve 33 to be controlled, and the flow start point voltage Vs at which the fluid starts flowing through the sample solenoid valve and the sample solenoid valve. The correlation between the fully opened limit voltage Vf is stored. The memory 51 is used as a work memory when the program is executed.

電源部53は、CPU100、圧力センサ31、ポンプ32、弁33、表示器50、メモリ51、発振回路310、ポンプ駆動回路320、および弁駆動回路330の各部に電力を供給する。   The power supply unit 53 supplies power to each unit of the CPU 100, the pressure sensor 31, the pump 32, the valve 33, the display device 50, the memory 51, the oscillation circuit 310, the pump drive circuit 320, and the valve drive circuit 330.

発振回路310は、圧力センサ31からのピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化に基づく電気信号値に基づき発振して、圧力センサ31の電気信号値に応じた周波数を有する周波数信号をCPU100に出力する。   The oscillation circuit 310 oscillates based on an electric signal value based on a change in electric resistance due to the piezoresistance effect from the pressure sensor 31, and outputs a frequency signal having a frequency corresponding to the electric signal value of the pressure sensor 31 to the CPU 100.

CPU100は、メモリ51に記憶された電子血圧計1を制御するためのプログラムに従って、操作部52からの操作信号に応じて、ポンプ駆動回路320を介してポンプ32を駆動するとともに、弁駆動回路330を介して弁33を駆動する制御を行う。弁33は、流体袋22の空気を排出し、または封入してカフ圧を制御するために開閉される。また、CPU100は、圧力センサ31からの信号に基づいて、血圧値を算出し、表示器50およびメモリ51を制御する。   The CPU 100 drives the pump 32 via the pump drive circuit 320 according to the operation signal from the operation unit 52 according to the program for controlling the electronic sphygmomanometer 1 stored in the memory 51, and the valve drive circuit 330. The control which drives the valve 33 via is performed. The valve 33 is opened and closed in order to discharge or enclose the air in the fluid bag 22 to control the cuff pressure. Further, the CPU 100 calculates a blood pressure value based on a signal from the pressure sensor 31 and controls the display device 50 and the memory 51.

特に、このCPU100は、図15(電磁弁の制御に関する要部のブロック構成)に示すように、弁33によって流体としての空気の流量を調節するために、既述の制御部201、デューティ算出部202およびパルス発生部203(図1参照)として働くとともに、流量検出部204として働く。なお、図15から分かるように、この例では温度センサは設けられていない。   In particular, as shown in FIG. 15 (block configuration of the main part relating to the control of the electromagnetic valve), the CPU 100 adjusts the flow rate of air as a fluid by the valve 33, so that the control unit 201 and the duty calculation unit described above are used. 202 and a pulse generation unit 203 (see FIG. 1), and also functions as a flow rate detection unit 204. As can be seen from FIG. 15, no temperature sensor is provided in this example.

流量検出部204は、カフ20に内包された流体袋22の容量と、圧力センサ31が検出するカフ圧(流体袋22の圧力)の変化とに基づいて、弁33を通る流体の流量Q(単位ml/min)を算出する。   The flow rate detection unit 204 is based on the volume of the fluid bag 22 contained in the cuff 20 and the change in the cuff pressure (pressure of the fluid bag 22) detected by the pressure sensor 31. (Unit: ml / min) is calculated.

なお、弁33を通過した流体としての空気は、弁33の流体流出口33eを通して外部環境(大気圧にある)へ放出される。   Note that the air as the fluid that has passed through the valve 33 is discharged to the external environment (at atmospheric pressure) through the fluid outlet 33e of the valve 33.

図16は、この電子血圧計1による血圧の測定フローを示している。この電子血圧計1は、一般的なオシロメトリック法に従って血圧を測定する。なお、この測定フローは、周囲温度Tの変化を考慮する必要が無いような、比較的短期間のためのフローである。測定に際して、被験者の被測定部位(この例では上腕)に予めカフを巻き付けられ、操作部52による操作によって測定開始が指示される。   FIG. 16 shows a blood pressure measurement flow by the electronic sphygmomanometer 1. This electronic sphygmomanometer 1 measures blood pressure according to a general oscillometric method. In addition, this measurement flow is a flow for a comparatively short time which does not need to consider the change of ambient temperature T. At the time of measurement, a cuff is wound around the measurement site (upper arm in this example) of the subject, and the start of measurement is instructed by an operation by the operation unit 52.

i) 血圧測定を開始すると、まず、CPU100は、弁駆動回路330を介して弁33を閉鎖し、その後、ポンプ駆動回路320を介してポンプ32を駆動して、圧力センサ31によってカフ圧Pを観測しながら、流体袋22に空気を送る制御を行う。これにより、流体袋22を膨張させるとともにカフ圧を徐々に加圧していく(ステップS11)。カフ圧が加圧されて目標圧力(被験者の最高血圧よりも高く設定されている。この例では300mmHgとする。)に達すると(ステップS12でYES)、CPU100は、ポンプ駆動回路320を介してポンプ32を停止する。   i) When blood pressure measurement is started, first, the CPU 100 closes the valve 33 via the valve drive circuit 330, and then drives the pump 32 via the pump drive circuit 320, and the cuff pressure P is increased by the pressure sensor 31. While observing, control to send air to the fluid bag 22 is performed. As a result, the fluid bag 22 is inflated and the cuff pressure is gradually increased (step S11). When the cuff pressure is increased and reaches a target pressure (set to be higher than the maximum blood pressure of the subject. In this example, 300 mmHg) (YES in step S12), the CPU 100 passes through the pump drive circuit 320. The pump 32 is stopped.

ii) 次に、CPU100は、弁駆動回路330を介して弁33の駆動電圧Vを徐々に降下させて(ステップS13)、流量センサ232によって電磁弁233を通して空気が流れ始めたことを検出する(ステップS14でYES)。その空気の流れ始めを検出した時の駆動電圧を流始点電圧Vsとして求める(ステップS15)。続いて、この流始点電圧Vsに基づいて、メモリ51に記憶されているサンプル電磁弁についての相関関係(この例では、図8中に示した相関関係を表す線分RL300の式)を用いて、弁33が全開となる限界電圧Vfを換算して求める。そして、弁33の駆動電圧Vを流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の範囲(有効設定範囲)内に設定して、空気の流量Qを制御する(ステップS16)。メモリ51に記憶されている線分RL300の式は、周囲温度Tを複数可変して設定したときの関係を含むので、CPU100が求めた電磁弁の限界電圧Vfは、周囲温度Tに応じたものとなる。 ii) Next, the CPU 100 gradually decreases the drive voltage V of the valve 33 via the valve drive circuit 330 (step S13), and detects that the air has started to flow through the electromagnetic valve 233 by the flow sensor 232 (step S13). YES in step S14). A drive voltage when the start of the air flow is detected is obtained as a flow start point voltage Vs (step S15). Subsequently, based on the flow start point voltage Vs, the correlation (in this example, the expression of the line segment RL 300 representing the correlation shown in FIG. 8) regarding the sample solenoid valve stored in the memory 51 is used. Thus, the limit voltage Vf at which the valve 33 is fully opened is obtained by conversion. Then, the drive voltage V of the valve 33 is set within a range (effective setting range) between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf, and the air flow rate Q is controlled (step S16). Since the equation of the line segment RL 300 stored in the memory 51 includes a relationship when a plurality of ambient temperatures T are set, the limit voltage Vf of the solenoid valve obtained by the CPU 100 corresponds to the ambient temperature T. It will be a thing.

これにより、弁33の駆動電圧Vを有効設定範囲内で限界電圧Vfの近傍に精度良く設定できる。したがって、減圧開始時に排気流量を大きくして、速やかな減圧を行うことができる。この結果、血圧測定に要する時間を短縮できる。また、弁33の駆動電圧Vが限界電圧Vfを下回ることがないので、血圧測定中にカフ圧が一気に低下して測定エラーとなるような事態を避けることができる。また、有効設定範囲が狭い傾向がある安価な電磁弁を採用することが容易になる。   Thereby, the drive voltage V of the valve 33 can be accurately set in the vicinity of the limit voltage Vf within the effective setting range. Therefore, it is possible to increase the exhaust flow rate at the start of pressure reduction and perform quick pressure reduction. As a result, the time required for blood pressure measurement can be shortened. Further, since the drive voltage V of the valve 33 does not fall below the limit voltage Vf, it is possible to avoid a situation in which the cuff pressure is lowered at a stretch during blood pressure measurement and a measurement error occurs. Moreover, it becomes easy to employ an inexpensive solenoid valve that tends to have a narrow effective setting range.

iii) 次に、CPU100は、圧力センサ31によってカフ圧Pを観測しながら、カフ圧Pを血圧測定に適した目標の減圧速度で減圧していく。この減圧過程において、被測定部位の脈波によるカフ圧Pの変化を取得する(ステップS17)。   iii) Next, while observing the cuff pressure P by the pressure sensor 31, the CPU 100 reduces the cuff pressure P at a target pressure reduction rate suitable for blood pressure measurement. In this depressurization process, the change in the cuff pressure P due to the pulse wave at the measurement site is acquired (step S17).

iv) この後、脈波によるカフ圧Pの変化の取得が終了するか(ステップS17でYES)、または、カフ20から空気が完全に排気されてCPU100が指示する駆動電圧Vが限界電圧Vfに達すると(ステップS18でYES)、CPU100は、取得したデータ(脈波によるカフ圧Pの変化)に対してオシロメトリック法により公知のアルゴリズムを適用して、血圧値(収縮期血圧と拡張期血圧)を算出する(ステップS19)。この後、CPU100は、算出した血圧値を表示器50に表示させる(ステップS20)。   iv) Thereafter, the acquisition of the change in the cuff pressure P due to the pulse wave is completed (YES in step S17), or the drive voltage V instructed by the CPU 100 is changed to the limit voltage Vf after the air is completely exhausted from the cuff 20 When it reaches (YES in step S18), the CPU 100 applies a known algorithm by the oscillometric method to the acquired data (change in the cuff pressure P due to the pulse wave) to obtain blood pressure values (systolic blood pressure and diastolic blood pressure). ) Is calculated (step S19). Thereafter, the CPU 100 displays the calculated blood pressure value on the display device 50 (step S20).

この血圧測定は、周囲温度Tの変化を考慮する必要が無いような、1分間程度で行われる。しかも、上述のステップS16でCPU100が求めた電磁弁の限界電圧Vfは、周囲温度Tに応じたものとなっている。したがって、温度センサを備えなくても、上記電磁弁の駆動電圧Vを有効設定範囲内に精度良く設定できる。   This blood pressure measurement is performed in about one minute so that it is not necessary to consider the change in the ambient temperature T. In addition, the limit voltage Vf of the solenoid valve obtained by the CPU 100 in step S16 described above corresponds to the ambient temperature T. Therefore, the drive voltage V of the solenoid valve can be accurately set within the effective setting range without providing a temperature sensor.

なお、上記減圧過程で、CPU100が、補間法によって現在のカフ圧Pに対応する相関関係を求める処理(図10中のステップS6に相当)を、リアルタイムで実行してもよい。そのようにした場合、その時々の圧力に応じた流始点電圧Vsと限界電圧Vfを換算によってリアルタイムで求めることができる。したがって、弁33の駆動電圧Vを流始点電圧Vsと限界電圧Vfとの間の範囲(有効設定範囲)内に、リアルタイムで精度良く設定できる。   It should be noted that in the above depressurization process, the CPU 100 may execute a process for obtaining a correlation corresponding to the current cuff pressure P by an interpolation method (corresponding to step S6 in FIG. 10) in real time. In such a case, the flow starting point voltage Vs and the limit voltage Vf corresponding to the pressure at that time can be obtained in real time by conversion. Therefore, the drive voltage V of the valve 33 can be set with high accuracy in real time within a range (effective setting range) between the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf.

また、24時間血圧測定を行う場合など、測定を長期間継続して行う用途では、制御期間中に圧力Pと周囲温度Tとの両方が変化する可能性がある。このような場合、さらに温度センサを備えて、弁33の周囲温度Tを測定するのが望ましい。これにより、図11中に示したベクトルB1とベクトルB2との合成ベクトルを用いた換算を行って、現在の圧力Pおよび周囲温度Tに対応する流始点電圧Vs、限界電圧Vfを求めることができる。したがって、制御期間中に圧力Pと周囲温度Tとの両方が変化する場合であっても、弁33の駆動電圧Vを有効設定範囲内に、リアルタイムで精度良く設定できる。   Also, in applications where measurement is continued for a long period of time, such as when measuring blood pressure for 24 hours, both pressure P and ambient temperature T may change during the control period. In such a case, it is desirable to further include a temperature sensor to measure the ambient temperature T of the valve 33. Thereby, conversion using the combined vector of the vector B1 and the vector B2 shown in FIG. 11 is performed, and the flow start point voltage Vs and the limit voltage Vf corresponding to the current pressure P and the ambient temperature T can be obtained. . Therefore, even when both the pressure P and the ambient temperature T change during the control period, the drive voltage V of the valve 33 can be set accurately in real time within the effective setting range.

上述の実施形態は例示に過ぎず、この発明の範囲から逸脱することなく種々の変形が可能である。   The above-described embodiments are merely examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 電子血圧計
20 カフ
22 流体袋
33 弁
51 メモリ
100 CPU
200 流量制御装置
201 制御部
233 電磁弁
251 相関関係記憶部
1 Electronic Sphygmomanometer 20 Cuff 22 Fluid Bag 33 Valve 51 Memory 100 CPU
200 Flow Control Device 201 Control Unit 233 Solenoid Valve 251 Correlation Storage Unit

Claims (7)

電磁弁を駆動電圧によって開閉して流体の流量を制御する流量制御装置であって、
上記電磁弁を通して流れる流体の流量を検出する流量検出部と、
上記電磁弁と実質的に同じ特性をもつサンプル電磁弁について、上記サンプル電磁弁を通して流体が流れ始める流始点電圧と上記サンプル電磁弁が全開となる限界電圧との間の相関関係を記憶している相関関係記憶部と、
上記流体の流量の制御を開始するとき、上記電磁弁の駆動電圧を変化させて、上記流量検出部が上記流体の流れ始めを検出した時の駆動電圧を流始点電圧として求め、上記電磁弁の上記流始点電圧に基づいて、上記サンプル電磁弁についての上記相関関係を用いて、上記電磁弁が全開となる限界電圧を換算して求めた後、上記電磁弁の駆動電圧を上記流始点電圧と上記限界電圧との間の範囲内に設定する制御部と
を備えた流量制御装置。
A flow rate control device that controls the flow rate of fluid by opening and closing a solenoid valve with a drive voltage,
A flow rate detection unit for detecting the flow rate of the fluid flowing through the solenoid valve;
For a sample solenoid valve having substantially the same characteristics as the solenoid valve, the correlation between the starting point voltage at which fluid starts flowing through the sample solenoid valve and the limit voltage at which the sample solenoid valve is fully opened is stored. A correlation storage unit;
When starting the control of the flow rate of the fluid, the drive voltage of the solenoid valve is changed, and the drive voltage when the flow rate detection unit detects the start of the flow of the fluid is obtained as a flow start point voltage. Based on the flow start point voltage, using the correlation for the sample solenoid valve, after converting the limit voltage at which the solenoid valve is fully opened, the drive voltage of the solenoid valve is calculated as the flow start point voltage. A flow control device comprising: a control unit that is set within a range between the limit voltage.
請求項1に記載の流量制御装置において、
上記相関関係記憶部が記憶している上記サンプル電磁弁についての上記相関関係は、上記流体の圧力を複数可変して設定したときの関係を含むことを特徴とする流量制御装置。
The flow control device according to claim 1,
The flow rate control apparatus according to claim 1, wherein the correlation of the sample solenoid valve stored in the correlation storage unit includes a relationship when a plurality of fluid pressures are set.
請求項2に記載の流量制御装置において、
上記流体の圧力を検出する圧力センサを備え、
上記制御部は、
制御開始時に上記圧力センサによって上記流体の圧力を検出し、
制御開始時の上記流体の圧力が、上記相関関係記憶部が記憶している上記相関関係を与えた複数の圧力以外の値をとるとき、上記複数の圧力に対応する上記相関関係に基づいて、補間法または補外法により、制御開始時の上記流体の圧力に対応する流始点電圧と限界電圧との間の相関関係を求め、
上記電磁弁の上記流始点電圧に基づいて上記限界電圧を換算して求めるとき、上記求めた相関関係を用いることを特徴とする流量制御装置。
In the flow control device according to claim 2,
A pressure sensor for detecting the pressure of the fluid;
The control unit
At the start of control, the pressure of the fluid is detected by the pressure sensor,
When the pressure of the fluid at the start of control takes a value other than the plurality of pressures giving the correlation stored in the correlation storage unit, based on the correlation corresponding to the plurality of pressures, By interpolating or extrapolating, obtain the correlation between the flow start point voltage corresponding to the pressure of the fluid at the start of control and the limit voltage,
The flow rate control apparatus characterized by using the obtained correlation when the limit voltage is obtained by conversion based on the flow start point voltage of the solenoid valve.
請求項3に記載の流量制御装置において、
上記制御部は、
制御期間中に上記圧力センサによって上記流体の現在の圧力を検出し、
上記流体の現在の圧力が、制御開始時の圧力から変化したとき、上記複数の圧力に対応する上記相関関係に基づいて、上記電磁弁についての現在の流始点電圧と限界電圧を換算して求めることを特徴とする流量制御装置。
In the flow control device according to claim 3,
The control unit
Detecting the current pressure of the fluid by the pressure sensor during the control period;
When the current pressure of the fluid changes from the pressure at the start of control, the current flow starting point voltage and the limit voltage for the solenoid valve are converted and obtained based on the correlation corresponding to the plurality of pressures. A flow control device characterized by that.
請求項1から4までのいずれか一つに記載の流量制御装置において、
上記サンプル電磁弁についての上記相関関係は、周囲温度を複数可変して設定したときの関係を含むことを特徴とする流量制御装置。
In the flow control device according to any one of claims 1 to 4,
The flow rate control device according to claim 1, wherein the correlation for the sample solenoid valve includes a relationship when a plurality of ambient temperatures are set.
請求項5に記載の流量制御装置において、
上記電磁弁の周囲温度を検出する温度センサを備え、
上記制御部は、
制御期間中に上記温度センサによって上記電磁弁の現在の周囲温度を検出し、
上記電磁弁の現在の周囲温度が、制御開始時の周囲温度から変化したとき、上記複数の周囲温度に対応する上記相関関係に基づいて、上記電磁弁についての現在の流始点電圧と限界電圧を換算して求めることを特徴とする流量制御装置。
The flow control device according to claim 5,
A temperature sensor for detecting the ambient temperature of the solenoid valve;
The control unit
The current ambient temperature of the solenoid valve is detected by the temperature sensor during the control period,
When the current ambient temperature of the solenoid valve changes from the ambient temperature at the start of control, the current flow start point voltage and the limit voltage for the solenoid valve are calculated based on the correlation corresponding to the plurality of ambient temperatures. A flow rate control device obtained by conversion.
被測定部位を圧迫するためのカフと、
上記カフの圧力を調節するための電磁弁と、
請求項1から6までのいずれか一つに記載の流量制御装置と
を備えた血圧計。
A cuff to compress the measurement site;
A solenoid valve for adjusting the pressure of the cuff;
A sphygmomanometer comprising the flow control device according to any one of claims 1 to 6.
JP2014179479A 2014-09-03 2014-09-03 Flow control device and blood pressure monitor Active JP6379886B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014179479A JP6379886B2 (en) 2014-09-03 2014-09-03 Flow control device and blood pressure monitor
PCT/JP2015/069492 WO2016035441A1 (en) 2014-09-03 2015-07-07 Flow control device and blood pressure meter
CN201580042783.2A CN106795976B (en) 2014-09-03 2015-07-07 Volume control device and sphygmomanometer
DE112015004030.7T DE112015004030T5 (en) 2014-09-03 2015-07-07 FLOW SPEED CONTROL UNIT AND BLOOD PRESSURE METER
US15/440,282 US11020012B2 (en) 2014-09-03 2017-02-23 Flow rate control apparatus and blood pressure monitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014179479A JP6379886B2 (en) 2014-09-03 2014-09-03 Flow control device and blood pressure monitor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016053394A true JP2016053394A (en) 2016-04-14
JP2016053394A5 JP2016053394A5 (en) 2017-10-12
JP6379886B2 JP6379886B2 (en) 2018-08-29

Family

ID=55439512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014179479A Active JP6379886B2 (en) 2014-09-03 2014-09-03 Flow control device and blood pressure monitor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11020012B2 (en)
JP (1) JP6379886B2 (en)
CN (1) CN106795976B (en)
DE (1) DE112015004030T5 (en)
WO (1) WO2016035441A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107606284A (en) * 2017-07-27 2018-01-19 四川安特尼斯自控科技有限公司 The regulating valve for controlling to adjust the method for valve using PWM and being controlled based on PWM
EP3456252A1 (en) * 2017-09-14 2019-03-20 Koninklijke Philips N.V. Inflation apparatus for an inflation-based non-invasive blood pressure monitor and a method of operating the same
EP3628220A1 (en) * 2018-09-26 2020-04-01 Koninklijke Philips N.V. A cuff for use with an inflation-based non-invasive blood pressure measurement apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009249A (en) * 1998-06-19 2000-01-11 Unisia Jecs Corp Solenoid valve drive unit
JP2012065939A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Nippon Seimitsu Sokki Kk Electronic sphygmomanometer, method for estimating circumferential length of measuring part, and method for measuring blood pressure
EP2644089A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-02 Lifewatch technologies Ltd. Blood pressure estimation using a hand-held device
JP2014055607A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Omron Healthcare Co Ltd Flow rate control valve and blood pressure information measuring device including the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4522371A (en) * 1983-06-20 1985-06-11 Borg-Warner Corporation Proportional solenoid valve
DE3725312A1 (en) * 1987-07-30 1989-02-09 Jiri Hokynar CONTROL UNIT FOR FLUID RIVER
JPH06245911A (en) 1993-02-23 1994-09-06 Matsushita Electric Works Ltd Sphygmomanometer
JP3450449B2 (en) * 1994-07-18 2003-09-22 キヤノン株式会社 Imaging device and imaging method thereof
JP3149873B2 (en) * 1999-09-08 2001-03-26 オムロン株式会社 Electronic sphygmomanometer
US7543595B2 (en) * 2002-06-28 2009-06-09 Siemens Building Technologies, Inc. Valve calibration method and apparatus
CN100483286C (en) * 2004-06-21 2009-04-29 日立金属株式会社 Flow controller and its regulation method
JP5953018B2 (en) * 2011-08-05 2016-07-13 オムロン株式会社 Urine component analyzer and urine component analysis method
US8915262B2 (en) * 2011-08-09 2014-12-23 Hitachi Metals, Ltd. Mass flow controller algorithm with adaptive valve start position
JP6027395B2 (en) * 2012-10-29 2016-11-16 株式会社堀場エステック Fluid control device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009249A (en) * 1998-06-19 2000-01-11 Unisia Jecs Corp Solenoid valve drive unit
JP2012065939A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Nippon Seimitsu Sokki Kk Electronic sphygmomanometer, method for estimating circumferential length of measuring part, and method for measuring blood pressure
EP2644089A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-02 Lifewatch technologies Ltd. Blood pressure estimation using a hand-held device
JP2014055607A (en) * 2012-09-11 2014-03-27 Omron Healthcare Co Ltd Flow rate control valve and blood pressure information measuring device including the same

Also Published As

Publication number Publication date
DE112015004030T5 (en) 2017-05-18
US11020012B2 (en) 2021-06-01
US20170156603A1 (en) 2017-06-08
WO2016035441A1 (en) 2016-03-10
CN106795976A (en) 2017-05-31
JP6379886B2 (en) 2018-08-29
CN106795976B (en) 2019-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110693476B (en) Flow control valve and blood pressure information measuring device with same
US10817004B2 (en) Valve system with a pressure sensing displacement member
JP6379886B2 (en) Flow control device and blood pressure monitor
CN110998761B (en) Diagnostic device and method for solenoid valves
US10080502B2 (en) Solenoid valve and electronic blood pressure monitor equipped with the same
JP2013090826A5 (en)
US10016140B2 (en) Automated non-magnetic medical monitor using shape memory actuators
TW201817372A (en) Blood pressure measurement device with a MEMS pump and control method for the Same which comprises a wrist band wrapped around a to-be-measured portion, a MEMS pump filling a gas into a gas bladder of eh wrist band, a pressure sensor detecting the pressure of the gas bladder; and a microcontroller
CN111712661A (en) Electromagnetic valve, sphygmomanometer and equipment
IT201800008208A1 (en) DEVICE AND METHOD OF DIAGNOSTICS FOR SOLENOID VALVES
JP6241304B2 (en) Electronic blood pressure monitor and connection cuff type determination method
JP2015146894A5 (en)
WO2018146467A1 (en) Control of a pump driven by shape memory alloy wire
WO2007130215A2 (en) Digital electronic process controller
Kim et al. Energy-efficient self-locking micropump system using single bi-stable electromagnetic actuator
WO2020053236A1 (en) Breast pump device
JP2019111037A (en) Sphygmomanometer and control method thereof
CN111885955B (en) Cuff unit and sphygmomanometer
US20240081669A1 (en) Drive circuit for measuring blood pressure, and blood pressure measurement device
JP2007068631A (en) Quantitative pulsation generator
JPH01236061A (en) Pump driver for medical care

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170821

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180716

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6379886

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150